Коррозия металлов. Гальванические элементы

Катионы Ме в ОВР не играют роли т.к. катионы Ме ОВР не подврегаются (их степень окисления не меняется).

1. если опустить металлическую пластину в воду, то ионы поверхностного слоя под действием полярных молекул воды отрываются и переходят в раствор в гидротированном виде.

В результате пластина заряжается «-», а раствор «+».

Ионы металла, перешедшие в раствор, элекростатически притягиваются к «-» заряженной пластине. И на границе металл-электролит возникает двойной электрический слой.

Он характеризуется скачком потенциалов, которые называются электродным потенциалом металла.

Когда двойной электрический слой станет плотным и насыщенным часть ионов вновь возвращается на пластину, тем самым устанавливается динамическое равновесие.

Me^o+mH₂O =(обратим.) Me(H2O)ⁿ⁺_m+n_e-

Потенциал металла, устанавливающийся в момент динамического равновесия между пластиной и раствором называется равновесным потенциалом металла.

Св-ва металлов посылать свои ионы в раствор Нернст назвал электролитической упругостью растворения.

Обратный процесс перехода ионов из раствора на пластину называется ионным осматическим давлением.

2. Гальванические элементы- это устройство, в которых химическая энергия ОВР превращается в электростатическую.

Гальванический элемент Якоби-Даниэля состоит из 2х полуэлементов:

Zn пластины в растворе ZnSO₄ и Cu в растворе CuSO₄

Пластины соединяют проводником 1го рода через гальвонометр.

Для возникновения электрического тока необходимо соединить растворы проводником 2го рода.

Он обладает ионной проводимостью, по нему сульфат ионы движутся из раствора 2 в 1.

Внутренняя цепь замыкается, внутри появляется электрический ток.

Электрод, на котором происходит процесс окисления, называется анодом.

Электрод, на котором восстановление-катодом.

Ур-ия тока образующей реакции в молекулярном виде и ионном:

Zn^o+Cu²⁺ Zn²⁺+Cu^o

Zn^o+CuSo₄ ZnSo₄+Cu^o

Схема работы гальванического элемента:

Zn^o/ Zn²⁺// Cu²⁺/ Cu^o

Zn^o / ZnSo₄// CuSo₄ / Cu^o

Эдс- это главная характеристика работы ГЭ, представляющая разницу между потенциалом анода и катода

ЭДС= Е_к^о - Е_а^о

3. коррозия металлов- самопроизвольный окислительно-восстановительный процесс разрушения металла, протекающий на границе металл -окружающая среда.

4. химическая коррозия - это процесс разрушения металла под воздействием окружающей среды не электролита, без возникновения эл. тока.

Она делится на:

· Газовую- протекающую под воздействием окислителей при высокой температуре.

4Fe + 6Н2О + ЗО2 = 4Fe(OH)3

4Fe + 3O2 → 2Fe2O3

2Al + 3H20 = Al2O3 + 3H2.

· Жидкостную

Коррозия бензобаков, нефтехимического оборудования

5.

6.

7. Электрохимическая коррозия -это процесс разрушения металла под воздействием агрессивной среды электролита с образованием в системе эл. тока.

Она протекает по типу на короткозамкнутых микрогальванических эл-тов. Причиной возникновения ГЭ является наличие примесей в металле.

Сущность: более активный металл является анодом и разрушается, катодом является менее активный метал или примесь неметалла.

Отрицательная роль - это разрушение любого материала, будь то металл или керамика, дерево или полимер.

Пример:

Схема коррозии углеродной стали в нейтральной среде

при переходе температур на пов-ть стали конденсируются капельки влаги.

избыточные электроны с анодных участков переходят на катодные увеличивая «-» заряд катода и вызывает его поляризацию.

Молекулы кислорода, содержащиеся в нейтральной среде, подходят к катоду, принимая эти избыточные электроны.

Ионы кислорода неустойчивы и взаимодействуя с молекулами воды, образуют щелочную среду.

А:(Fe): 2Fe^o-2*2e 2Fe²⁺

К:(C, Fe₃C): O₂+4e 2O^2-

2O₂-=2H₂O 4OH^-

Вторичный процесс: 2Fe^2-+4OH^- 2Fe(OH)₂ (осадок)

Рассмотрим коррозию в кислой среде сплава железа с никелем.

Деполяризатор- катионы водорода.

анодный процесс остаётся тем же самым, так как железо более активный металл, оно окисляется.

8. факторы влияющие на скорость коррозионных разрушений.

1. состав и св-ва агрессивной среды(в кислой среде быстрее, чем в нейтр. и щелоч.)

2.температура (при повышении быстрее из-за разрушения пленки)

3.состав сплава и его структура(у металлов с близкими значениями потенциалов коррозия <чем у тех, у кого большая разница)

4. состояние поверхности(для снижения коррозии её делаю гладкой)

5.степень аэрации(доступа кислорода)

Методы борьбы:

· Воздействие на металл

· Воздействие на окружающую среду

на металл:

· Легирование(внедрение в структуру металла другого более стойкого к коррозии)

· Защитные покрытия

· Электрохимическая

Смотри лаб раб

Дата добавления: 2015-04-23