Коррозия и защита от коррозии

Электрохимическая коррозия.

Цель:

1. Иметь представление о видах коррозии и методах борьбы с ней.

2. Уметь записывать уравнения электрохимической коррозии.

3. Научиться выбирать способы защиты от коррозии.

В основе коррозийных процессов лежат окислительно-восстановительные реакции металлов с окружающей средой, сопровождающиеся переходом металлов в более термодинамически устойчивое состояние.

Рассмотрим коррозию железа как электрохимический процесс. Ржавление железа есть не что иное, как анодная реакция

Катодная реакция – восстановление атмосферного кислорода:

Водородные ионы поставляет вода. Если бы в воде не было растворенного кислорода, то коррозия была бы невозможна. Следовательно, железо корродирует в слое воды, насыщенном кислородом. Таким образом, начальную стадию коррозии железа можно передать реакцией

2Fe + O2 + 4H^+ → 2FeO + 2H2O.

На скорость коррозии существенное влияние оказывает концентрация ионов H⁺. Повышение pH приводит к замедлению коррозии, поскольку восстановление O₂ из H₂O замедляется. При pH = 9–10 коррозия железа практически прекращается. Известно, что в водной среде ионы Fe²⁺ в присутствии кислорода окисляются до Fe³⁺. Вторая стадия коррозии соответствует реакции образования гидратированного оксида железа (ржавчины) Fe₂O₃∙nH₂O (рис. 7.4):

4Fe^2+ + O2 + 4H2O + xH2O = 2Fe2O3∙xH2O + 8H^+.

Рисунок 7.4. Коррозия железа кислородом воздуха, растворенным в воде.

Для защиты железа от коррозии используются всевозможные покрытия: краска, слой металла (олова, цинка). При этом краска и олово предохраняют от коррозии до тех пор, пока защитный слой цел. Появление в нем трещин и царапин способствует проникновению влаги и воздуха к поверхности железа, и процесс коррозии возобновляется, причем в случае оловянного покрытия он даже ускоряется, поскольку олово служит катодом в электрохимическом процессе (рис. 7.5).

Рисунок 7.5. Коррозия «белой жести».

Оцинкованное железо ведет себя иначе. Поскольку цинк выполняет роль анода, то его защитная функция сохраняется и при нарушении цинкового покрытия (рис. 7.6).

Рисунок 7.6. Катодная защита в оцинкованном железе.

Катодная защита широко используется для уменьшения коррозии подземных и подводных трубопроводов и стальных опор высоковольтных передач, нефтяных платформ и причалов.

Рисунок 7.7. Катодная защита подземного трубопровода.

Выполнить вопрос №30 из теста.
Литературные источники:
1. Учебники по химии 8-9 класс.

2. Глинка Н.Л. «Основы химии»

3. Лекции
4. Диск «открытая химия 2.5» глава № 1

5. Кузьменко Н.Е. «Химия для поступающих в ВУЗ»

Дата добавления: 2014-12-27