ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Физико-химические предпосылки коррозии металлов из "Коррозия под напряжением" Подавляющее большинство металлов встречается в природе не в чистом виде, а в виде различных соединений. Только золото и штатина находятся в металлической форме. Причиной самопроизвольного перехода металлов из кристаллического металлического состояния в различнь(е соеданения служит их термодинамическая неустойчивость. [c.16] Коррозия металлов — самопроизвольный переход металлов в ионное состояние вследствие взаимодействие их с окружающей средой. В результате коррозии образуются оксиды металлов, их соли, гидроксиды и другие соединения. По механизму протекания коррозия делится на химическую и электрохимическую. Чисто химическая коррозия протекает в неэлектролитах и сухих газах по механизму химических гетерогенных реакции. Электрохимическая коррозия возникает при контакте металлов с электропроводящими средами (электролитами). Этот вид коррозии наиболее распространен [83,89]. [c.16] Скорость электрохимической коррозии определяется двумя факторами степенью термодинамической неустойчивости металла в данном аг1ектролите и величиной общего кинетического торможения данной коррозионной системы. Термодинамическую неустойчивость металла можно приближенно оценить по таблице стандартных потенциалов. [c.16] При этом скорость электрохимнческих реакций зависит не толь-ко от температуры и концентрации реагирующих веществ, но и от потенциала электрода. [c.17] Электродвижущая сипа (э. д. с.) электрохимической цепи определяется наибольшей разностью потенциалов положительного и отрицательного электродов. Электрохимическая реакция протекает до тех пор , пока существует эта разность. В ходе реакции потенциал отрицательного электрода сдвигается в положительную сторону, а положительного — в отрицательную. Когда потенциалы электродов выравниваются, э. д. с. исчезает, в системе наступает равновесие н реакция прекращается. Следует, однако, помнить, что разность потенциалов существует в цепи только до ее замьосания, в режиме короткого замьпсания э. д. с. электрохимической цепи равна нулю, так как потенциалы электродов вследствие поляризации практически становятся одинаковыми. В таком режиме электрохимические реакции протекают наиболее интенсивно и система дает максимальный ток. [c.17] В качестве электрода сравнения используют обычно нормапь-ный водородный электрод, потенциал которого условно принят за нуль. Он представляет собой платиновый электрод, погруженный в раствор кислоты с единичной концентрацией (активностью) ионов водорода и контактирующий с газообразным водородом, давление которого постоянно и равно 0,981 10 Па. Температура всей этой системы равна 25 С. На платине в момент измерения потенциала протекает химическая реакция Н + + е 0,5Н2. [c.18] Поскольку водородный электрод неудобен в работе в электрохимических исследованиях используют другие, более удобные, с известным относительно водородного электрода потенциалом. К ним относятся кпорсеребряный, каломельный, ртутносульфатный и другие электроды. [c.18] Электродный потенциал металла в данном электролите равен э. д. с. гальванического элемента, составленного иэ исследуемой системы (металл-электролйт) и электрода сравнения. Если на исследуемом электроде протекает реакция окисления, то потенциал электрода считается отрицательньш, если реакция восстановления - положительным. [c.18] Если исследуемый электрод — металл, погруженный в раствор собстренной соли с единичной концентрацией (активностью) ионов и температурой 25 С, а Между металлом и раствором устанавливается равновесие, то потенциал такого металлического электрода относительно нормального водородного считается стандартным. [c.18] Заряжение металла относительно раствора приводит к адсорбции на его поверхности ионов из раствора, а также полярных молекул воды, что обусловливает возникновеш1е на поверхнс сти двойного электрического слоя, свойства и строение которого существенно влияют на кинетику протекания на металле анодного и катодного процессов [2].. [c.18] Пассивность металла — состояние достаточно высокой коррозионной стойкости, обусловленное торможением анодной реакции ионизации в определенной области потенциалов. Переход металла из активного состояния в пассивное называется пассивацией, обратный Процесс обычно называют депассивацией (активацией). Замедление коррозии поверхности металла при пассивации обусловлено образованием на ней фазовых или адсорбционных пленок. [c.20] Возникновение пассивного состояния определяется природой металла и составом агрессивной среды. К легко пассивирующимся металлам следует отнести, в первую очередь, хром, никель, алюминий, титан, вольфрам и др. Коррозионная стойкость нержавеющей стали обусловлена формированием на ее поверхности пассивных пленок при наличии в стали хрома. [c.20] Существуют две основные теории пассивности пленочная и адсорбционная. Согласно первой, торможение коррозии обусловлено формированием на поверхности металла фазовой пленки, согласно второй - образованием адсорбционного многомолекулярного слоя кислорода илИ заполнения только отдельных активных центров. Теории эти не противоречат, а скорее дополняют одна другую. [c.20] В результате анодной реакщш образуются гидратировашаш ионы металла различной степени окисления, оксиды, гидроксиды, соли и комплексные соединения ионов металла. Окислителями (деполяризаторами) в катодной реакции обычно служат ионы водорода или же растворенный в воде кислород. [c.21] При коррозии с водородной деполяризацией процесс окисления металла протекает со сравнительно большой скоростью. В кислотах активно растворяется большинство металлов (кроме ртути, серебра, золота и платины). Можно показать, что чисто термодинамически вероятность коррозионного разрушения металлов в кислых средах возрастает с уменьшением концентрации ионов металла в среде и с увеличением концентрации ионов водорода. Следует подчеркнуть, что термодинамика рассматривает вопрос только о возможности процесса (в том числе и коррозионного) при отсутствии сопротивления ему, поэтому термодинамические расчеты не определяют кинетику коррозии. [c.21] При реакции с кислородной деполяризацией круг металлов, термодинамически устойчивых к коррозиИ ещё более сужается. В этих условиях устойчивы только золото и платина. Характерно, что в присутствии еще более сильных окислителей, например, царской водки (смесь азотной и соляной кислот) золото растворяется. [c.22] Гидролиз ионов металла приводит к подкислению среды, ускоряющему процесс коррозии, так как в кислой среде защитная способность пленок на поверхности металла снижается. [c.22] Вернуться к основной статье