Электролиз с растворимым анодом

Металл растворимого анода соответствует катиону металла в раствореего соли. Пример: раствор CuSO₄(А–Сu) Металл анода при электролизе растворяется, окисляется. 1 К(–): Cu²⁺ + 2ē = Сu восстановление 1 А(+): Сu⁰ – 2ē = Cu²⁺ окисление Cu + Cu²⁺ = Cu²⁺ + Cu Используют для рафинирования (очистки) металлов.

4.6. Коррозия и защита металлов от коррозии

Коррозия – это разрушение металлов под воздействием окружающей среды. Разрушение – это окисление металлов, т.е. отдача ē. Коррозию можно разделить на следующие виды по характеру среды: газовая, атмосферная, в расплавах и растворах, почвенная, в морской воде.

По механизму протекания процесса коррозия бывает:

химическая

электрохимическая

Окисление металла при высоких температурах в отсутствии влажности или в неорганических растворителях. На практике наблюдаем в средах, не проводящих электрический ток (сухие газы, бензин), в двигателях внутреннего сгорания, турбореактивных двигателях, при термической обработке металлов.

Разрушение металла в токопроводящих средах. В качестве токопроводящей среды служат: – растворы электролитов (растворы кислот, щелочей, солей) – любой водоем – влажный воздух – почва  

На поверхности металла образуется плёнка продуктов коррозии. Дальнейшее протекание коррозионного процесса зависит от плотности и прочности плёнки, а также от её сцепления с металлом.

Электрохимическая коррозия протекает в несколько стадий через образование микрогальванических элементов. Гальванопары образуются: а) при контакте металлов различной активности; б) при контакте металлов с растворами различной концентрации; в) при наличии различных примесей в металле (графит в чугуне, карбид в стали и т.д.)  

Между протеканием химической и электрохимической коррозии существует принципиальное отличие: при электрохимической коррозии элементарные акты окисления и восстановления пространственно разделены, а при химической коррозии осуществляется непосредственный контакт восстановителя с окислителем.

Чаще встречается электрохимическая коррозия, которая возможна в электропроводных средах, протекающая за счёт образования и работы короткозамкнутых микрогальванопар. Средой же, проводящей электрический ток, может служить даже влага, адсорбированная на поверхности металла из атмосферы воздуха.

В микрогальванопарах на анодных участках, xapaктepизующихся меньшим значением потенциала, идёт окисление металла: А(+): Ме – nē = Me⁺ⁿ – окисление А на катодных – восстановление окислителя. Процесс приобретения электронов на катодных участках называется деполяризацией. Катодный процесс зависит от среды раствора. 1) в кислой среде рН < 7 (Н⁺) происходит процесс с водородной деполяризацией: К(–): 2Н⁺ + 2ē → Н₂; 2) в присутствии кислорода происходит процесс с кислородной деполяризацией: К(–): 2Н₂О + О₂ + 4ē → 4 ОН^–. Первая реакция встречается в кислых растворах, а вторая – в нейтральных.

Примеры: 1) С водородной деполяризацией: Рассмотрим работу гальванопары Zn – Fe, погруженной в кислую среду. Участок с меньшим потенциалом (Zn) является анодом. На нём идёт окисление: А(+): Zn – 2ē → Zn²⁺. Участок с большим потенциалом (Fе) – катод. Катодный процесс представляет собой водородную деполяризацию: К(–): 2Н⁺ + 2ē → Н₂. Внутри металлов возникают микротоки за счёт переноса электронов от анода к катоду. Металл Электролит

А(Zn)

2ē

Zn⁰ → Zn²⁺(р-р)

К(Fe)

2ē + 2H⁺ → H₂↑

2ē + 2H⁺ → H₂↑

Работа гальванопары Zn – Fe

К(Fe)

2) С кислородной деполяризацией (наблюдается в случае коррозии металлов в воде, почве):

Примером может служить покрытие железа ржавчиной во влажном воздухе, при котором образуется гидроксид железа (II), окисляющийся постепенно до гидроксида железа (III):

А(+): 2 Fe – 4ē → 2 Fe²⁺ – окисление

К(–): 2Н₂О + О₂ + 4ē → 4 ОН^– – восстановление

2 Fe + 2 Н₂О + О₂ = 2 Fе(ОН)₂,

4 Fе(ОН)₂ + О₂ + 2 Н₂О = 4 Fе(ОН)₃.

Дата добавления: 2014-10-31