Слишком сложно? Тогда запросите консультацию специалиста!
Наша компания занимается тем, что помогает студентам выполнять различные учебные работы на заказ. Вы можете ознакомиться с перечнем выполняемых работ, а так же с их стоимостью на странице с ценами.
Электрохимический коррозионный процесс
Электрохимическая коррозия металла протекает в средах, имеющих ионную проводимость через 2 реакции: анодное окисление металла и катодное восстановление окислителя. Окислителями при коррозии служат молекулы кислорода О2, хлора Cl, ионы Но, Fe3+, NO33+ и др. Наиболее часто при коррозии наблюдается восстановление кислорода.
В нейтральной или щелочной среде
О2+ 2Н2О + 4е → 4ОН-
В кислой среде
О2 + 4Н2О + 4е → 2Н2О
и выделение водорода
2Н+ + 2е → Н2
Коррозия с участием кислорода называется коррозией с поглощением кислорода (коррозия с кислородной деполяризацией). Коррозия с участием ионов водорода называется коррозией с выделением водорода (или коррозия с водородной деполяризацией).
Кроме анодных и катодных реакций при электрохимической коррозии происходит движение электронов в металле и ионов в электролите.
Электролитами могут быть растворы солей, кислот, оснований, морская вода, почвенная вода, вода атмосферы, содержащая СО2, SO2, О2 другие газы. Кроме электрохимических реакций, при коррозии протекают вторичные химические реакции, например, взаимодействие ионов металла с гидроксид ионами, концентрация которых повышается в результате катодных реакций.
Mn+ + nOH = M(OH)n
Коррозия с кислородной деполяризацией представлена уравнениями:
Me – ne → Men+ анодный процесс
О2 + 2Н2О + 4е → 4ОН- катодный процесс
Коррозия с водородной деполяризацией может быть представлена уравнениями:
Me – ne → Men+ анодный процесс
2Н+ + 2е → Н2 катодный процесс
Возникновение коррозии связано с образованием коррозионных гальванических элементов. Электрохимическая коррозия протекает через анодные и катодные процессы с движением электронов и ионов (электрический ток), т.е. аналогично процессам в гальваническом элементе, поэтому такая коррозия получила название электрохимической коррозии.
1ая теория коррозии, объясняющая разрушение металла при взаимодействии с окружающей средой, теория швейцарского физика (де-ля-Рив) Рив-теория локальных элементов. У любого металла есть примеси. Между основным металлом и примесью возникает локальный гальванический элемент, при котором основа металла разрушается, а на примеси идет процесс восстановления.
На аноде протекает реакция окисления железа
анодная Fe – 2e → Fe2+
На катоде происходит восстановление водорода.
катодная 2Н+ + 2у → 2Н20 → Н2
Рис. Схема коррозионного гальванического элемента, где анод и катод соприкасаются друг с другом, т.е. коррозионный элемент является короткозамкнутым.
Происходит перетекание электронов от более отрицательного электрода (анода) к менее отрицательному 9или более положительному электроду) катоду [Весьма существенным для протекания является решение вопроса, какие из электродов являются катодами, а какие анодами]. Это перетекание электронов выравнивает значения потенциалов замкнутых электродов и если бы не было анодных и катодных процессов, то потенциалы электродов сравнялись и наступила полная поляризация. Но она в действительности не происходит, т.к. анодные и катодные процессы продолжаются, препятствуя наступлению полной поляризации вследствие протекания электронов с анода на катод, т.е. действуя деполяризующее, т.е. уменьшая полную поляризацию.
Рассмотрим работу обычного поляризационного гальванического элемента, состоящего из Fe анода, угольного катода, погруженный в раствор H2SO4-
На аноде реакция окисления железа Fe – 2e → Fe2+
На катоде 2Н+ + 2е → Н2
Электроны по пути во внешней цепи от анода (железа) к катоду (водородному электроду на угле) совершают полезную работу.
В гальваническом элементе и в коррозионном гальваническом элементе протекают одни и те же процессы, за исключением тока во внешней цепи, поскольку последний в коррозионном элементе отсутствует.
Основным отличием процессов электрохимической коррозии от процессов в гальваническом элементе является отсутствие внешней цепи. Электроны в процессе коррозии не выходят из корродирующего металла, а двигаются внутри металла. Химическая энергия передается не в виде работы, а лишь в виде теплоты.
