Заказ №38812

Почему при никелировании железных изделий их покрывают сначала медью, затем никелем? Составьте электронные уравнения реакций, происходящих в процессе коррозии при повреждении никелевого покрытия.

Решение:

По отношению к воздуху и воде никель и химически чистое железо (в виде компактных металлов) устойчивы, тогда как содержащее примеси железо под совместным действием влаги, углекислого газа CO2 и кислорода O2 воздуха подвергается коррозии, т. е. разъеданию с поверхности. Образующийся при этом на железных изделиях слой ржавчины состоит главным образом из водной окиси железа, по составу приблизительно отвечающей формуле Fe2O3*H2O. Так как слой этот хрупок и порист, он не предохраняет металл от дальнейшего ржавления. В результате коррозии железных изделий по всему миру ежегодно теряется такое количество жнлнза Fe, которое отвечает приблизительно четверти его мировой добычи за то же время. Основной реакцией процесса коррозии металлов при контакте их с водой или влажным воздухом является вытеснение водорода, в случае железа протекающее по схеме: Fe+2H2OFe(OH)2+H2 Fe + 2Н+= Fе 2++ Н2↑ Помимо природы самого металла и концентрации водородных ионов, скорость процесса сильно зависит от быстроты смещения равновесия этой основной реакции вправо за счет вторичных реакций, так или иначе связывающих образующиеся продукты. Главная роль, при этом, обычно принадлежит растворенному в воде кислороду (из воздуха). В частности, Fe2+окисляется им до Fe3+, а атомарный водород – до Н2О. Суммарно процесс ржавления железа может быть выражен следующим уравнением: 4Fe + 2Н2О + 3O2= 2(Fe2O3*Н2О) Для уменьшения коррозионных потерь железные изделия стараются изолировать от воды и воздуха, покрывая их слоем масляной краски или какого–либо устойчивого при обычных условиях металла. Нередко применяется никелирование – покрытие железных изделий тонким слоем никеля. Однако все эти способы защиты оказываются действительными лишь до тех пор, пока цельность покровного слоя нигде не нарушена. Применение их ведет, таким образом, не к полному устранению процесса ржавления, а лишь к задержке его на более или менее продолжительное время. Никелирование представляет собой нанесение на поверхность детали никелевого покрытия, которое обычно имеет толщину от 1 до 50 мкм. Покрытия никелем бывают блестящими или матовыми черными, но не зависимо от этого, обеспечивают надежную защиту металлу в агрессивных средах (кислоты, щелочи) и в условиях повышенной температуры.