Электрохимическая коррозия металлов. Задача 2.5: В производственной конструкции имеются детали из разных металлов (см

Задача 2.5: В производственной конструкции имеются детали из разных металлов (см. табл. 6). В контакте с какими металлами основной металл конструкции корродирует интенсивнее? Составьте уравнения электродных процессов, протекающих при работе коррозионных микрогальванических пар, и суммарные уравнения коррозионных процессов с учетом характера среды.

Таблица 6 – Варианты заданий

	Основной металл конструкции	Металлы, контактирующие с основным	Среда
a	Железо	Zn или Cu	Раствор HCl
b	Цинк	Al или Sn	Раствор NaCl
c	Медь	Mg или Cr	Раствор H2SO4
d	Железо	Cu или Ag	Морская вода
e	Олово	Pb или Mn	Раствор CH3COOH
f	Цинк	Al или Cu	Воздушная (O2 + 2H2O)
g	Железо	Mg или Ni	Морская вода
h	Никель	Cu или Zn	Раствор H2SO4
i	Свинец	Ag или Cu	Раствор CH3COOH
j	Железо	Cr или Zn	Воздушная (O2 + 2H2O)
k	Медь	Fe или Ni	Раствор HCl
l	Железо	Mg или Pb	Раствор NaCl
m	Алюминий	Zn или Fe	Воздушная (O2 + 2H2O)
n	Железо	Al или Pb	Водная
o	Железо	Zn или Cu	Раствор NaOH

Для решения данной задачи воспользуйтесь рядом СЭП.

Пример решения задачи:

В конструкции из железа имеются медные детали. Какие коррозионные процессы протекают в атмосферных условиях (О₂, Н₂О) и в водной среде (кислой, нейтральной)?

При контакте разных металлов Fe/Cu возникает разность электродных потенциалов; в присутствии окислителя и электролита начинается процесс электрохимической коррозии.

В коррозионной гальванической паре железо (φ⁰ = -0.44 В) является анодом, оно окисляется, а медь (φ⁰ = +0.34 В) является катодом; на меди происходит восстановление окислителя, содержащегося в окружающей среде. Окислитель при этом часто называют деполяризатором. Записываем схемы коррозионных гальванических элементов и электродные процессы.

1) В атмосферных условиях (рН ³ 7):

A (-): Fe/ O₂, H₂O /Cu :(+) K

Анод: Fe – 2e = Fe²⁺ (окисление)

Катод: O₂ + 2H₂O + 4e = 4OH^- (восстановление)

Окислению всегда подвергается более активный металл. На поверхности меди – менее активного металла происходит кислородная деполяризация, т.е. восстановление кислорода в присутствии воды с образованием ОН^--групп.

Молекулярное уравнение коррозии:

2Fe + O₂ + 2H₂O = 2Fe(OH)₂

В местах контакта железных и медных деталей образуется Fe(OH)₂, последний окисляется кислородом воздуха до Fe(OH)₃.

4Fe(OH)₂ + O₂ +2H₂O = 4Fe(OH)₃

На воздухе Fe(OH)₃ может частично или полностью дегидратироваться с образованием FeOOH и затем Fe₂O₃.

2) В водном растворе кислоты (рН < 7):

A (-): Fe/ H₂SO₄ /Cu :(+) K

Анод: Fe – 2e = Fe²⁺ (окисление)

Катод: 2H⁺ + 2e = H₂ (восстановление)

На поверхности меди (катоде) происходит восстановление ионов водорода, то есть водородная деполяризация.

Молекулярное уравнение коррозии

Fe + H₂SO₄ = FeSO₄ + H₂

Продуктом коррозии является растворимая соль FeSO₄.

3) В водном нейтральном растворе (рН = 7), не содержащем растворенного кислорода, на катоде (меди) восстанавливаются молекулы воды

2H₂O + 2e = H₂ + 2OH^-

Молекулярное уравнение коррозии

Fe + 2H₂O = Fe(OH)₂ + H₂

Дата добавления: 2014-12-10