Электрохимическая коррозия металлов. Электрохимические потенциалы. Термодинамика электрохимической коррозии. Прогнозирование коррозии металлов в водных средах. Диаграмма Пурбэ. (Решение → 41172)

Заказ №47045

Электрохимическая коррозия металлов. Электрохимические потенциалы. Термодинамика электрохимической коррозии. Прогнозирование коррозии металлов в водных средах. Диаграмма Пурбэ.

Ответ:

электрохимическую коррозию. Электрическая коррозия протекает в средах проводящих электрический ток, что для протекания электрической коррозии необходимо наличие проводящей среды и возможность образования гальвано пары. При электрохимической коррозии (наиболее частая форма коррозии) всегда требуется наличие электролита (Конденсат, дождевая вода и т. д.), с которым соприкасаются электроды — либо различные элементы структуры материала, либо два различных соприкасающихся материала с различающимися окислительно-восстановительными потенциалами. Если в воде растворены ионы солей, кислот, или т. п., электропроводность её повышается, и скорость процесса увеличивается. Химическая коррозия — взаимодействие поверхности металла с коррозионно-активной средой, не сопровождающееся возникновением электрохимических процессов на границе фаз. В этом случае взаимодействия окисление металла и восстановление окислительного компонента коррозионной среды протекают в одном акте. Электрохимическая коррозия протекает по механизму действия гальванического элемента. На поверхности металла одновременно протекают два процесса: анодный – окисление металла М – nē  Мn+ катодный – восстановление окислителя (Ох): Ох + nē  Red. Наиболее распространенными окислителями при электрохимической коррозии являются молекулы О2 воздуха и ионы водорода Н+ электролита, восстановление которых на катоде протекают по уравнениям: О2 + 2Н2О + 4ē  4ОН– – в нейтральной или щелочной среде 2Н+ + 2ē  Н2 – в кислой среде. Например, при контакте железа с медью в растворе электролита – соляной кислоты – на аноде идет процесс окисления железа: Fe – 2ē = Fe2+ на катоде – процесс восстановления ионов водорода: 2H+ + 2ē = H2 В результате железо разрушается, а на меди выделяется водород. Схема образующегося при этом гальванического элемента имеет вид: (–) Fe Fe2+HClH2Cu (+) При контакте железа с медью во влажном воздухе (O2 +Н2O) процесс коррозии выражается уравнениями: на аноде: Fe – 2ē = Fe2+ на катоде: O2 + 2Н2O +4ē = 4OH– Схема образующегося гальванического элемента: (–) Fe Fe2+ O2, Н2O OH–Cu (+) Возникающие в результате коррозии ионы Fe2+ соединяются с гидроксильными группами, выделяющимися на катоде: Fe2 + 2OH– = Fe(OH)2. Далее Fe(OH)2 окисляется в Fe(OH)3: 4Fe(OH)2 + O2 + 2Н2O = 4Fe(OH)3, который частично теряет воду и превращается в ржавчину. Ионы или молекулы, которые восстанавливаются на катоде, называются деполяризаторами. Коррозия с участием ионов Н+ называется коррозией с водородной деполяризацией, а с участием молекул О2 – коррозией с кислородной деполяризацией. При атмосферной коррозии – коррозии во влажном воздухе при комнатной температуре – деполяризатором является кислород.