Лекция 15 Анодное растворение и электрохимическая коррозия металлов

Растворение железа в щелочных растворах (Б.Н.Кабанов, Д.И.Лейкис, Р.Х. Бурштэйн, А.М.Фрумкин).

(14.к)

(14.л)

(14.м)

(14.н)

Очевидно, что в рассмотренной последовательности реакций замедленной является стадия переноса второго электрона с образованием адсорбционного оксида железа (14.л). А стадия последней химической реакции является быстрой.

Основные положения кинетической теории коррозии. Коррозия технических металлов и методы защиты от коррозии. Пассивность металлов. Основы электрохимической размерной обработки металлов.

В тех случаях, когда металл является анодом, возможно протекание нескольких типов реакций:

1. анодное растворение металла:

; (15.а)

2. окисление компонентов воды (растворителя) с выделением кислорода; при этом металл не растворяется, например:

; (15.б)

1. окисление компонентов раствора, например хлорид-иона:

. (15.в)

Во всех трёх случаях на аноде происходит окисление, но в случае 1 (15.а) компоненты металла переходят в раствор, то есть осуществляется анодное растворение, а в случае 2 и 3 имеет место окисление компонентов раствора без изменения состояния твёрдой фазы. Реакция (15.а) может протекать с участием воды с образованием оксида:

. (15.г)

В этом случае на поверхности металла образуется нерастворимая оксидная плёнка. Иными словами металл может быть растворимым анодом, а может быть нерастворимым в зависи­мости от электрохимических условий и состава раствора, то есть, изменяя состав раствора и электрохимические условия, можно управлять этим процессом. В некоторых случаях целесообразно достигать условий, при которых анод нерастворим, в других же, например, при травлении металлов и полупроводников или электрохимической размерной обработке (ЭХРО), необходимо создание условий для растворения анода.

Очень интересен случай, когда для одного и того же металла, в одних и тех же электролитах при определённых условиях металл не растворяется, а при других происходит его интенсивное анодное растворение. Иными словами, в электрохимических системах процессом растворения анода или его пассивацией можно управлять.

Очень важным процессом, широко распространённым в природе явлением, является процесс взаимодействия металла с компонентами окружающей среды. Этот процесс приводит к самопроизвольному разрушению металла, которое называется коррозией. Коррозия в общем случае является электрохимическим процессом, а, следовательно, методы борьбы с коррозией должны быть, в том числе и электрохимическими.

Первой теорией коррозии была теория, разработанная известным итальянским физиком Де ла Ривом. Согласно этой теории определяющую роль в процессе коррозии металла играют примеси, поскольку было замечено, что технические металлы, содержащие большое количество примесей, существенно в большей степени подвергаются коррозии, чем абсолютно чистый металл.

В дальнейшем мы рассмотрим роль легирующих компонентов и примесей в процессе коррозии и покажем, что при их наличии коррозия действительно усиливается, но наличие примесей не является основной причиной и движущей силой коррозии. В настоящее время общепринятой является кинетическая теория коррозии, объясняющая коррозионные процессы кинетическими закономерностями растворения металлов (окисления) и восстановления компонентов растворителя (окислителя).

Дата добавления: 2014-01-13