ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Растворение бинарных сплавов из "Кинотехнический метод физико-химического анализа" Всякое вещество или система проявляет определенную способность к тем или иным химическим превращениям. Если эта система представляет собой фазу постоянного состава, то его реакционная способность зависит только от внешних условий. В том случае, когда фаза может иметь переменный состав, скорость химических превращений зависит не только от внешних условий, но и от состава фазы. [c.16] Примером сказанного может служить царская водка , представляющая собой определенную область концентраций тройной системы НС1 — HNO3 — HjO. Как известно, в химическом отношении царская водка обладает исключительно высокой реакционной способностью она весьма энергично растворяет даже благородные металлы, в то время как входящие в ее состав компоненты не обладают такими свойствами. [c.16] Явления подобного рода многократно наблюдались и в других случаях тел переменного состава, например в сплавах. [c.16] Ниже будут подробно рассмотрены взаимоотношения между составом сплавов и их реакционной способностью. [c.16] В качестве объекта исследования такой закономерности были выбраны именно сплавы по той причине, что изучению их строения и свойств посвящено значительное количество работ теоретического и экспериментального характера. Это в свою очередь объясняется тем большим значением сплавов, которое они имеют в промышленности и в быту. [c.16] Ниже дается краткий обзор литературы по растворению сплавов, их каталитической способности, превращениям в сплавах и др. [c.16] Изучение процессов растворения металлов и их сплавов в электролитах является важным как в теоретическом, так и в прикладном отношении, ибо такие реакции имеют непосредственное отношение к коррозии металлов. [c.17] Для объяснения процессов растворения было предложено несколько теорий, главными пз которых являются диффузионная и электролитическая теории растворенхш металлов. [c.17] ие идеи диффузионной теории растворения были сформулированы еще в 1876 г. И. И. Богусским [13]. Теоретическая трактовка этих процессов была опубликована Нернстом [14] значительно позднее. [c.17] Эта теория предполагает настолько быстрое течение реакции между металлом и электролитом, что процесс растворения лимитируется только скоростью диффузии веществ из раствора к поверхности металла и продуктов реакции в обратном направлении. [c.17] Более поздними исследованиями установлено, что растворение металлов происходит с конечной скоростью, поэтому скорость указанного процесса не всегда определяется ско- ростью диффузии. Следовательно, эта теория только в ред- ких случаях полностью объясняет процессы растворения. металлов. [c.17] Началом в развитии этой теории послужила работа де-ля-Рива [15], опубликованная еще в 1830 г. Согласно де-ля-Риву, при растворении металлов на поверхности последних возникают микроэлементы, в которых роль анода играет основной мета.лл, а роль катода — примеси более благородных металлов. При этом анодные участки растворяются (металл), а на ка тодных (примеси) происходит выделение водорода, как и при работе обычного гальванического элемента. Таким образом, растворение металла в электролите сводится, в сущности к анодному растворению его за счет возникающих микроэлементов. [c.17] Однако идеи де-ля-Рива оказались слишком передовыми для того времени и только через сто лет были возрождены и развиты Пальмером [16]. [c.17] Современная электрохимическая теория растворения металлов и сплавов создана работами Кистяковского, Изгары-шева, Нернста, Центнершвера и др. Рассмотрим более подробно процесс растворения металла в электролите с точки зрения электрохимической теории. [c.17] При погружении в электролит металлической пластинки на ее поверхности возникает некоторое количество местных элементов, которое увеличивается со временем, достигая определенного постоянного значения. В связи с этим и скорость растворения сначала растет, достигает максимума и потом, по мере израсходования электролита или металла, постепенно падает. На рис. 5 изображена кинетическая кривая растворения цинка в H2SO4, иллюстрирующая сказанное. [c.18] Существование периода индукции доказывает, что активность металла постоянно возрастает по мере растворения поверхностного слоя. С целью выяснения природы этого явления следует отметить, что поверхность металла никогда не является идеально гладкой ее микрорельеф характеризуется наличием щелей и более или менее резких выступов. Известно также, что перенапряжение водорода на ребрах и острых углах кристаллов меньше, чем на гладких плоскостях. [c.18] Опираясь на этот факт, можно предположить, что в момент погружения металлической пластинки в электролит на ее поверхности возникает незначительное количество местных элементов, катоды которых отвечают этим активным местам поверхности металла, в то время как остальная поверхность представляет местные аноды. [c.18] Опыт показывает, что период индукции может быть сокращен или даже совсем устранен при искусственном активировании поверхности металлической пластинки. Такое искусственное активирование пластинки может быть достигнуто двумя способами химическим (например травлением в белое концентрированном электролите) и механическим (например полировкой поверхности пластинки наждаком пли толченым стеклом). [c.19] Возможно также и отравление поверхности металла, т. е. ослабление, а в известных случаях даже полное прекращение процесса растворения металла. Такое явление наблюдается при добавках к электролиту некоторых коллоидов (например желатины), определенных электролитов или даже неэлектролитов. Все эти случаи отравления поверхности объясняются адсорбцией указанных веществ активными центрами поверхности металла. [c.19] Изложив основные идеи теории растворения металлов, перейдем к рассмотрению процессов растворения сплавов, состоящих из двух компонентов. Скорость растворения сплавов очень сильно зависит от их кристаллического строения. В этом отношении является важным, представляют ли они фазу гомогенную (твердый раствор) или гетерогенную (механическую смесь кристаллов чистых компонентов или же смесь твердых растворов). [c.19] Вернуться к основной статье