Химическая и электрохимическая коррозия металлов это

Материалы из металлов под химическим или электрохимическим воздействием окружающей среды подвергаются разрушению, которое называется коррозией. Коррозия металлов вызывается окислительно-восстановительными реакциями, в результате которых металлы переходят в окисленную форму и теряют свои свойства, что приводит в негодность металлические материалы.

Можно выделить 3 признака, характеризующих коррозию:

  • Коррозия – это с химической точки зрения процесс окислительно-восстановительный.
  • Коррозия – это самопроизвольный процесс, возникающий по причине неустойчивости термодинамической системы металл – компоненты окружающей среды.
  • Коррозия – это процесс, который развивается в основном на поверхности металла. Однако, не исключено, что коррозия может проникнуть и вглубь металла.

Виды коррозии металлов

Наиболее часто встречаются следующие виды коррозии металлов:

  1. Равномерная – охватывает всю поверхность равномерно
  2. Неравномерная
  3. Избирательная
  4. Местная пятнами – корродируют отдельные участки поверхности
  5. Язвенная (или питтинг)
  6. Точечная
  7. Межкристаллитная – распространяется вдоль границ кристалла металла
  8. Растрескивающая
  9. Подповерхностная

Химическая и электрохимическая коррозия металлов этоОсновные виды коррозии

С точки зрения механизма коррозионного процесса можно выделить два основных типа коррозии: химическую и электрохимическую.

Химическая коррозия металлов

Химическая коррозия металлов — это результат протекания таких химических реакций, в которых после разрушения металлической связи, атомы металла и атомы, входящие в состав окислителей, образуют химическую связь. Электрический ток между отдельными участками поверхности металла в этом случае не возникает. Такой тип коррозии присущ средам, которые не способны проводить электрический ток – это газы, жидкие неэлектролиты.

Химическая коррозия металлов бывает газовой и жидкостной.

Газовая коррозия металлов – это результат действия агрессивных газовых или паровых сред на металл при высоких температурах, при отсутствии конденсации влаги на поверхности металла. Это, например, кислород, диоксид серы, сероводород, пары воды, галогены. Такая коррозия в одних случаях может привести к полному разрушению металла (если металл активный), а в других случаях на его поверхности может образоваться защитная пленка (например, алюминий, хром, цирконий).

Жидкостная коррозия металлов– может протекать в таких неэлектролитах, как нефть, смазочные масла, керосин и др. Этот тип коррозии при наличии даже небольшого количества влаги, может легко приобрести электрохимический характер.

При химической коррозии скорость разрушения металла пропорциональна скорости химической реакции и той скорости с которой окислитель проникает сквозь пленку оксида металла, покрывающую его поверхность. Оксидные пленки металлов могут проявлять или не проявлять защитные свойства, что определяется сплошностью.

Сплошность такой пленки оценивают величине фактора Пиллинга—Бэдвордса: (α = Vок/VМе) по отношению объема образовавшегося оксида или другого какого-либо соединения к объему израсходованного на образование этого оксида металла

где Vок — объем образовавшегося оксида

VМе — объем металла, израсходованный на образование оксида

Мок – молярная масса образовавшегося оксида

ρМе – плотность металла

n – число атомов металла

AMe — атомная масса металла

ρок — плотность образовавшегося оксида

Оксидные пленки, у которых α 2,5 условие сплошности уже не соблюдается, вследствие чего такие пленки не защищают металл от разрушения.

Ниже представлены значения α для некоторых оксидов металлов

металлоксидαметаллоксидα
KK2O0,45ZnZnO1,55
NaNa2O0,55AgAg2O1,58
LiLi2O0,59ZrZrO21.60
CaCaO0,63NiNiO1,65
SrSrO0,66BeBeO1,67
BaBaO0,73CuCu2O1,67
MgMgO0,79CuCuO1,74
PbPbO1,15TiTi2O31,76
CdCdO1,21CrCr2O32,07
AlAl2­O21,28FeFe2O32,14
SnSnO21,33WWO33,35
NiNiO1,52

Электрохимическая коррозия металлов

Электрохимическая коррозия металлов – это процесс разрушения металлов в среде различных электролитов, который сопровождается возникновением внутри системы электрического тока.

При таком типе коррозии атом удаляется из кристаллической решетки результате двух сопряженных процессов:

  • Анодного – металл в виде ионов переходит в раствор.
  • Катодного – образовавшиеся при анодном процессе электроны, связываются деполяризатором (вещество — окислитель).

Сам процесс отвода электронов с катодных участков называется деполяризацией, а вещества способствующие отводу – деполяризаторами.

Наибольшее распространение имеет коррозия металлов с водородной и кислородной деполяризацией.

Водородная деполяризация осуществляется на катоде при электрохимической коррозии в кислой среде

2H + +2e — = H2 разряд водородных ионов

Кислородная деполяризация осуществляется на катоде при электрохимической коррозии в нейтральной среде

O2 + 4H + +4e — = H2O восстановление растворенного кислорода

Все металлы, по их отношению к электрохимической коррозии, можно разбить на 4 группы, которые определяются величинами их стандартных электродных потенциалов:

  1. Активные металлы (высокая термодинамическая нестабильность) – это все металлы, находящиеся в интервале щелочные металлы — кадмий (Е 0 = -0,4 В). Их коррозия возможна даже в нейтральных водных средах, в которых отсутствуют кислород или другие окислители.
  2. Металлы средней активности (термодинамическая нестабильность) – располагаются между кадмием и водородом (Е 0 = 0,0 В). В нейтральных средах, в отсутствии кислорода, не корродируют, но подвергаются коррозии в кислых средах.
  3. Малоактивные металлы (промежуточная термодинамическая стабильность) – находятся между водородом и родием (Е 0 = +0,8 В). Они устойчивы к коррозии в нейтральных и кислых средах, в которых отсутствует кислород или другие окислители.
  4. Благородные металлы (высокая термодинамическая стабильность) – золото, платина, иридий, палладий. Могут подвергаться коррозии лишь в кислых средах при наличии в них сильных окислителей.

Электрохимическая коррозия может протекать в различных средах. В зависимости от характера среды выделяют следующие виды электрохимической коррозии:

  • Коррозия в растворах электролитов — в растворах кислот, оснований, солей, в природной воде.
  • Атмосферная коррозия – в атмосферных условиях и в среде любого влажного газа. Это самый распространенный вид коррозии.

Например, при взаимодействии железа с компонентами окружающей среды, некоторые его участки служат анодом, где происходит окисление железа, а другие – катодом, где происходит восстановление кислорода:

А: Fe – 2e — = Fe 2+

Катодом является та поверхность, где больше приток кислорода.

  • Почвенная коррозия – в зависимости от состава почв, а также ее аэрации, коррозия может протекать более или менее интенсивно. Кислые почвы наиболее агрессивны, а песчаные – наименее.
  • Аэрационная коррозия — возникает при неравномерном доступе воздуха к различным частям материала.
  • Морская коррозия – протекает в морской воде, в связи с наличием в ней растворенных солей, газов и органических веществ.
  • Биокоррозия – возникает в результате жизнедеятельности бактерий и других организмов, вырабатывающих такие газы как CO2, H2S и др., способствующие коррозии металла.
  • Электрокоррозия – происходит под действием блуждающих токов на подземных сооружениях, в результате работ электрических железных дорог, трамвайных линий и других агрегатов.
Читайте также:  Рейсмус шлифовальный своими руками

Методы защиты от коррозии металла

Основной способ защиты от коррозии металла – это создание защитных покрытий – металлических, неметаллических или химических.

Металлические покрытия.

Металлическое покрытие наносится на металл, который нужно защитить от коррозии, слоем другого металла, устойчивого к коррозии в тех же условиях. Если металлическое покрытие изготовлено из металла с более отрицательным потенциалом (более активный) , чем защищаемый, то оно называется анодным покрытием. Если металлическое покрытие изготовлено из металла с более положительным потенциалом (менее активный), чем защищаемый, то оно называется катодным покрытием.

Например, при нанесении слоя цинка на железо, при нарушении целостности покрытия, цинк выступает в качестве анода и будет разрушаться, а железо защищено до тех пор, пока не израсходуется весь цинк. Цинковое покрытие является в данном случае анодным.

Катодным покрытием для защиты железа, может, например, быть медь или никель. При нарушении целостности такого покрытия, разрушается защищаемый металл.

Неметаллические покрытия.

Такие покрытия могут быть неорганические (цементный раствор, стекловидная масса) и органические (высокомолекулярные соединения, лаки, краски, битум).

Химические покрытия.

В этом случае защищаемый металл подвергают химической обработке с целью образования на поверхности пленки его соединения, устойчивой к коррозии. Сюда относятся:

оксидирование – получение устойчивых оксидных пленок (Al2O3, ZnO и др.);

азотирование – поверхность металла (стали) насыщают азотом;

воронение стали – поверхность металла взаимодействует с органическими веществами;

цементация – получение на поверхности металла его соединения с углеродом.

Изменение состава технического металла также способствует повышению стойкости металла к коррозии. В этом случае в металл вводят такие соединения, которые увеличивают его коррозионную стойкость.

Изменение состава коррозионной среды (введение ингибиторов коррозии или удаление примесей из окружающей среды) тоже является средством защиты металла от коррозии.

Электрохимическая защита основывается на присоединении защищаемого сооружения катоду внешнего источника постоянного тока, в результате чего оно становится катодом. Анодом служит металлический лом, который разрушаясь, защищает сооружение от коррозии.

Протекторная защита – один из видов электрохимической защиты – заключается в следующем.

К защищаемому сооружению присоединяют пластины более активного металла, который называется протектором. Протектор – металл с более отрицательным потенциалом – является анодом, а защищаемое сооружение – катодом. Соединение протектора и защищаемого сооружения проводником тока, приводит к разрушению протектора.

Химическая коррозия характерна для сред, не проводящих электрический ток. При химической коррозии происходит прямое гетерогенное взаимодействие металла с окислителем окружающей среды. Продукты взаимодействия остаются на металлических поверхностях. С повышением температуры и давления в соответствии с законами химической кинетики скорость коррозии увеличивается.

По условиям протекания коррозионного процесса различают:

— газовую коррозию в парах и газах (О2, F2, SO2, Cl2, H2S) без конденсации влаги на поверхности металла, обычно при высоких температурах (например, образование окалины на поверхности прокатываемых стальных листов; основными продуктами коррозии являются оксиды железа: FeO, Fe2O3 и др.);

— коррозию в неэлектролитах — агрессивных органических жидкостях, таких как сернистая нефть и др. (например, образование сернистых соединений на внутренней поверхности танков при перевозке серосодержащих продуктов или галоидных соединений:

S + Me MeS + R-R; R-Г + Me MeГ + R).

Химическая и электрохимическая коррозия металлов этоХимическая и электрохимическая коррозия металлов этоХимическая и электрохимическая коррозия металлов это

RХимическая и электрохимическая коррозия металлов это

Различная скорость коррозии металлов в разных средах обусловлена, прежде всего, свойствами образующихся на поверхности металлов пленок. При изменении состава внешней среды изменяется состав защитной пленки и ее физико-химические свойства.

Электрохимическая коррозия – самопроизвольное разрушение металла в среде электролита с возникновением внутри системы местных гальванических токов.

При электрохимической коррозии различают два сопряженных друг с другом процесса: анодный и катодный.

Анодный процесс – непосредственный переход металла в раствор в виде ионов, т.е. процесс окисления металла:

Химическая и электрохимическая коррозия металлов этоM + mH2O M(H2O)m

Катодный процесс – восстановление окислителя (деполяризатора), ассимилирующего оставшиеся в металле избыточные электроны. Деполяризаторами при коррозии могут быть кислород атмосферы, ионы Н + в водных растворах электролитов, ионы Fe 3+ , Ag + , MnO4 — и др.

Анодные процессы могут происходить на различных участках коррозирующей поверхности, различающихся своими физическими и химическими свойствами. Причинами такой электрохимической неоднородности, создающей разность потенциалов между отдельными участками металла, могут быть различные примеси в металлах и сплавах, неоднородность сплава по химическому и фазовому составу, наличие плёнок на поверхности металла и микропор в ней, неодинаковые внутренние натяжения и температурные состояния соседних участков, неодинаковая концентрация окислителя и др.

Электрохимическая коррозия может протекать:

— в электролитах – в водных растворах солей, кислот, щелочей, в морской воде;

— в атмосфере любого влажного газа;

Электрохимическая коррозия – это ржавление металлоконструкций в атмосфере, коррозия корпусов морских и речных судов и стальных конструкций гидросооружений. Электрохимическая коррозия возникает при химической подготовке корпусной стали под окраску, при работе и консервации судовых паровых котлов и т.д. Как и при работе гальванического элемента, при электрохимической коррозии происходит окисление восстановителя (металла), восстановление окислителя, движение ионов в растворе электролита и электронов в металле. Основным отличием процессов электрохимической коррозии от процессов в гальваническом элементе является отсутствие внешней цепи. Электроны при коррозии не выходят из коррозирующего металла, а движутся внутри металла. Химическая энергия реакции окисления металла не передается в виде работы, а лишь в виде теплоты.

Электрохимическая коррозия может развиваться только при одновременном протекании анодного и катодного процессов.

При торможении одного из них, соответственно, будет снижаться скорость всего коррозионного процесса.

В практике наиболее часто идут коррозионные процессы с водородной (в кислых средах) или кислородной (коррозия во влажной атмосфере, в воде, солевых растворах, в почве) деполяризацией.

Читайте также:  Модуль пельтье что это такое

Например, коррозия железной пластинки с включением меди в кислой среде (HCl H + +Cl — ) – случай коррозии с водородной деполяризацией.

В растворе HCl высокой концентрации (рН 0 =-0,44 В) является анодом, а Сu (E 0 =0,337 В) – катодом.

Гальваническая пара Fe| HCl | Cu работает следующим образом:

анодный процесс: Fe-2ēFe 2+

катодный процесс: 2Н + +2ēН2

Химическая и электрохимическая коррозия металлов этовторичная реакция: Fe 2+ + 2Cl — FeCl2

Катодный процесс кислородной деполяризации заключается в ионизации молекулярного кислорода, присутствующего вследствие его высокой растворимости в электролите.

В нейтральных и щелочных растворах ионизация кислорода на катоде протекает по схеме:

Выше приведенная гальваническая пара в нейтральной или щелочной среде будет работать следующим образом:

анодный процесс: Fe –2ēFe 2+

торичные реакции:Fe 2+ +2OH — =Fe (OH)2

Химическая и электрохимическая коррозия металлов этоХимическая и электрохимическая коррозия металлов это4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O  4Fe(OH)3

Химическая и электрохимическая коррозия металлов этоХимическая и электрохимическая коррозия металлов этоХимическая и электрохимическая коррозия металлов это

Скорость коррозии оценивают по потере массы ( в граммах или кг) на единицу времени (сек, час, сутки, год), отнесенную к единице площади (м 2 ) используемого образца, или по уменьшению толщины металла в единицу времени. Скорость электрохимической коррозии можно также выразить силой тока, приходящейся на единицу площади металла.

3. Методы защиты от коррозии: легирование, защитные покрытия, электрохимическая защита. Изменение свойств коррозионной среды. Ингибиторы коррозии.

Коррозию металлов можно затормозить изменением потенциала металла, пассивированием металла, снижением концентрации окислителя, изменением состава металла, изоляцией поверхности металла от окислителя и др.

Экономическая целесообразность способа защиты металлов от коррозии связана с его эффективностью в каждом конкретном случае.

Все методы защиты условно делятся на следующие группы:

1. Методы защиты, связанные с изменением свойств коррозирующего металла. К ним относятся:

— легирование металла, при котором в состав сплава входят компоненты, вызывающие пассивирование металла (Cr, Ni, W и др.);

изоляция металла от воздействия окружающей среды при помощи нанесения на его поверхность различных покрытий, более устойчивых к воздействию агрессивных сред, чем металл.

Защитные покрытия разделяются на металлические и неметаллические.

Металлические покрытия – материалами, для которых могут быть как чистые металлы (Zn, Сd, Al, Ni, Cu, Ag и др.), так и их сплавы (бронза, латунь и др.).

По характеру поведения металлические покрытия разделяются на катодные и анодные. Катодные покрытия имеют более положительное значение электродного потенциала, чем потенциала основного металла, например, покрытие цинка на стали – анодное, а покрытие стали оловом – катодное.

Неметаллические покрытия могут быть неорганическими и органическими. В качестве неорганических покрытий могут быть неорганические эмали, оксиды металлов. соединения фосфора, хрома, кремния и т.д.

К органическим относятся лакокрасочные покрытия, покрытия смолами, пластмассами, полимерными пленками, резиной.

2. Методы, связанные с изменением свойств коррозионной среды путем снижения агрессивности кислых, солевых, щелочных растворов или путем уменьшения концентрации компонентов, опасных в коррозионном отношении (О2, СО2). Например, деаэрация с целью удаления из рабочих сред кислорода и углекислого газа, а также введение ингибиторов, которые по механизму своего действия подразделяются на анодные и катодные замедлители и экранирующие, т.е. изолирующие активную поверхность металла (летучие парофазные ингибиторы).

3. Электрохимические методы защиты, которые основаны на торможении анодных или катодных реакций коррозионного процесса.

Наибольшее распространение получила защита металлов при наложении на них катодной поляризации, которая достигается либо наложением тока от внешнего источника – катодная защита (присоединяют защищаемый металл к отрицательному источнику тока – катоду и металл становится катодом), либо созданием макрогальванической пары с менее благородными металлами (обычно применяются магний, цинк, кадмий, алюминий и их сплавы) – протекторная защита. Протектор при этом играет роль анода и растворяется со скоростью, достаточной для создания в системе электрического тока необходимой силы.

Метод защиты металлов от коррозии наложением анодной поляризации применим лишь к металлам и сплавам, способным пассивироваться при смещении их потенциала в положительную сторону.

4. Комбинированные методы защиты, являющиеся весьма перспективными на морском флоте. К их числу следует отнести катодную защиту с одновременным созданием на металле защитных пленок или с одновременным введением в агрессивную среду ингибиторов, а также применение ингибированных пленочных и лакокрасочных покрытий и т.п.

5. Рациональное конструирование, предусматривающее такие решения, которые при эксплуатации металлических сооружений сводили бы к минимуму коррозию.

Лекция 8 . КОМПЛЕКСНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ.

Значение комплексных соединений для различных областей техники очень велико. Благодаря способности веществ образовывать комплексные соединения разработаны эффективные методы получения химически чистых металлов из руд, редких металлов, сверхчистых полупроводниковых материалов, красителей и т.д. В практике эксплуатации морского флота комплексные соединения используются для организации водно-химических режимов судовых парогенераторов, для эффективной очистки судового энергетического оборудования от накипи, для обессоливания воды, при проведении судовых анализов и т. д.

Комплексные соединения относятся к соединениям высшего порядка, они имеют в своем составе устойчивые, не укладывающиеся в рамки формальной валентности, комплексные ионы, которые обладают специфическими химическими свойствами и во многих химических реакциях переходят из соединения в соединение, не меняясь.

Комплексные ионы образуются донорно-акцепторным способом за счет присоединения комплексообразователем определенного числа других ионов, молекул или радикалов, именуемых лигандами или аддендами. Комплексообразователями, как правило, являются атомы или ионы металлов, имеющие достаточное число свободных орбиталей.

Лигандами могут служить анионы (Fֿֿ ,OHֿ , CNֿ ,CO₃²ֿ и т.д.) и нейтральные молекулы ( H₂O, NH₃, NO и др).

Количество лигандов в комплексе называется координационным числом комплексообразователя, которое может принимать значения от 2 до 12, что зависит от числа свободных орбиталей комплексообразователя.

Заряд комплексного иона численно равен суммарному заряду комплексообразователя и лигандов.

Условием образования донорно-акцепторной связи является: наличие свободной электронной пары у атома (иона, молекулы, радикала)- донора и свободной орбитали у атома (иона, молекулы)-акцептора. Например, в хлориде диамминосеребра (I) [H₃N:→Ag←:NH₃]Cl две донорно-акцепторные связи обозначенны стрелками, направленными от донора (атом азота в аммиаке) к акцептору (ион серебра).

Комплексные соединения подразделяются на неэлектролиты и электролиты, которые при растворении в воде (или другом растворителе) диссоциируют на ионы и ведут себя как сильные электролиты.

Однако, сами комплексные ионы диссоциируют лишь в незначительной степени:

Читайте также:  Диаметр вписанной окружности и описанной окружности шестиугольника

Применяя закон действующих масс к процессу диссоциации комплексного иона, можно записать выражение константы нестойкости комплексного иона, которая характеризует способность комплексного иона распадаться на составляющие его частицы.

Химическая и электрохимическая коррозия металлов этоХимическая и электрохимическая коррозия металлов этоКн=Химическая и электрохимическая коррозия металлов это

Значения констант нестойкости некоторых комплексных ионов приведены в таблице.

Устойчивость комплексного иона нарушается при понижении концентрации одного из компонентов, входящих в состав комплексного иона в соответствии с принципом Ле-Шателье, характеризующим состояие равновесия в системе. Чаще всего это касается комплексообразователей, которые могут быть связаны в труднорастворимые соли вследствие превышения величины произведения растворимости (ПР) этих солей.

В общем случае, если величина ПР соли меньше величины константы нестойкости комплексного иона, комплексное соединение в растворе будет разрушаться.

Например, при введении в раствор хлорида диамминосеребра (I) ионов OH⁻ комплексный ион не разрушается, так как величина произведения растворимости AgOH и константа нестойкости данного комплексного иона одинаковы и равны:

ПРAgOH =6.8‧10⁻⁸, Кн =6.8 ‧10⁻⁸

При введении же в раствор, например, ионов иода, комплексное соединение разрушится:

Читайте также:

  1. III. Строение реальных металлов. Дефекты кристаллического строения металлов.
  2. VIII . Механические свойства металлов. Диаграмма растяжения металлов.
  3. Административный режим социальной защиты инвалидов.
  4. Алгоритм управления объектом экономики в чрезвычайных ситуациях. Планы гражданской обороны и защиты населения в чрезвычайных ситуациях.
  5. Анализ стального участка диаграммы железо-углерод. Структурно-фазовые превращения при охлаждении сплавов. Правило фаз.
  6. Анатомо-терапевтическо-химическая
  7. Антисептика, определение, виды современной антисептики (механическая, физическая, химическая, биологическая).
  8. Аппараты защиты силовой цепи.
  9. Атомно-кристаллическое строение металлов.
  10. Билет 18. Химическая кинетика. Влияние различных факторов на скорость химических реакций. Правило Вант-Гоффа и закон действующих масс (для гомогенных и гетерогенных реакций).
  11. Билет 32. Коррозия металлов: её разновидности и причины возникновения. Общие подходы к устранению коррощии.
  12. Билет 32. Механизмы психологической защиты.

Билет № 45

ЭТАЛОН ОТВЕТА К БИЛЕТУ №45

ЗАДАНИЕ №1

Коррозия – это разрушение металлов и сплавов под действием окружающей среды. Различают два вида коррозии – химическую и электрохимическую..

1. Химическая коррозия – это разрушение металла окислителями, находящимися в окружающей среде, в отсутствии электролита. Такая коррозия протекает без возникновения электрического тока в системе.

Химическая коррозия может быть газовой и жидкостной. Газовая коррозия возникает при воздействии на металл агрессивных газов – кислорода, галогенов, оксида серы (IV) и т.д. в условиях высоких температур.

2Cu + O2 = 2CuO (t 0 C)

Жидкостная коррозия протекает в среде жидких неэлектролитов: нефти, бензина, керосина и т.д.

Если образующийся на поверхности металла оксид ложится рыхлым слоем

(как у железа или меди), то коррозия продолжается до полного разрушения металла, так как кислород может диффундировать сквозь постепенно утолщающуюся оксидную пленку.

Однако некоторые металлы образуют на своей поверхности оксид в виде очень плотной пленки, предохраняющей металл от дальнейшей коррозии, т.е.

оксидная пленка пассивирует металл. Такие пленки всегда существует на поверхности алюминия, хрома, цинка, никеля и некоторых других металлов. В

этом случае коррозия быстро прекращается и не приносит большого вреда. Например, оксидная пленка алюминия образуется в результате реакции:

2. Электрохимическая коррозия приносит гораздо больший вред. Это разрушение металла при контакте его с электролитами и возникновением в системе электрического тока.

В этом случае наряду с химическим процессом (отдача электролитов) протекает и электрический (процесс переноса электронов от одного участка к другому).

Если коррозия происходит в кислой среде, то металл окисляется катионами водорода.

Например: Fe + 2HCl = FeCl2 + H2

Таким образом, продукт коррозии железа – бурая ржавчина содержит гидроксид железа (III).

Электрохимическая коррозия может быть усилена, если металл содержит примеси других веществ (металлов и даже неметаллов). Например, железо загрязнено примесями меди. При этом возникает гальванический микроэлемент, который действует следующим образом: железо как более активный металл отдает электроны атому меди (Fe 0 – 2e → Fe 2+ ). Эти электроны принимаются катионами водорода и выделяются в виде пузырьков (2H + + 2e → H2↑). Образовавшиеся катионы железа Fe 2+ переходят в раствор электролита (в нашем случае – кислота) и соединяются с анионами кислотного остатка. Таким образом, направленный поток электронов все время движется от более активного металла к менее активному, а катионы более активного металла переходят в среду электролита, т.е. возникает электрический ток (направленное движение заряженных частиц), в результате чего более активный металл разрушается, а менее активный не изменяется, он служит лишь проводником электронов.

Для предохранения металлов от коррозии существуют различные способы:

1. Чтобы изолировать металл от окружающей среды, его покрывают защитными покрытиями. Это могут быть как металлические, так и неметаллические покрытия. К неметаллическим покрытиям относятся лаки, краски, смазки, эмали. К металлическим – покрытия более активным металлом (например, оцинкованное железо) или менее активным металлом (хромированные и никелированные стальные изделия). Во всех этих случаях покрытие имеет пассивирующую оксидную пленку. В случае нарушения менее активного покрытия, начинает постепенно корродировать защищаемый металл (например, железо) и тогда надо сразу же возобновлять покрытие.

2. Чтобы сделать металл более устойчивым к коррозии, промышленность выпускает сталь, содержащую до 12% хрома, который создает пассивирующую пленку на поверхности стали. Такая сталь называется нержавеющей. Существуют и другие сплавы с антикоррозионными свойствами.

3. Протекторная защита металла состоит в том, что к поверхности защищаемого металла (например, подводная часть судна) прикрепляют кусок более активного металла (например, цинка) и тогда разрушается протектор (Zn), а не защищаемый металл. По мере разрушения протектора, его заменяют новым.

4. Для замедления коррозии металлических изделий можно также изменить состав среды (электролита) путем введения специальных веществ (чаще всего органических), которые замедляют коррозию. Такие вещества называются ингибиторами. Их обычно используют, когда металл следует защитить от разъедания кислотами, например, при перевозке соляной кислоты в стальной таре.

Дата добавления: 2015-04-24 ; Просмотров: 5243 ; Нарушение авторских прав? ;

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет