АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Коррозия металлов

Читайте также:
  1. Анионная полимеризация в присутствии щелочных металлов, а также алкилов щелочных металлов.
  2. АНИОННАЯ ПОЛИМЕРИЗАЦИЯ НА АМИДАХ ЩЕЛОЧНЫХ МЕТАЛЛОВ
  3. Виды соединений неметаллов
  4. Влияние тяжелых металлов на микроорганизмы в почве
  5. Вопрос 11. Рынок драгоценных металлов.
  6. География природно-ресурсного потенциала России. Его эк-кая оценка (железные руды и руды цветных металлов). Проблемы ресурсосбережения в условиях становления рынка.
  7. Дать характеристику одного из элементов - неметаллов (хлора, серы, фосфора, азота, углерода, кремния) (все по выбору).
  8. Зависимость некоторых стран и регионов от импорта металлов
  9. ЗОННОЕ СТРОЕНИЕ ДИЭЛЕКТРИКОВ, ПОЛУПРОВОДНИКОВ, МЕТАЛЛОВ; статистика электронов и дырок в твердом теле
  10. Изучение зависимости сопротивления металлов от температуры
  11. Итоги приватизации предприятий, связанных с производством, добычей и переработкой драгоценных металлов и камней
  12. Классификация металлов

 

Коррозия - это самопроизвольно протекающий процесс разрушения металлов в результате химического или электрохимического взаимодействия их с окружающей средой. Электрохимическая коррозия - наиболее распространенный вид коррозии металлов, это разрушение металла в среде электролита с возникновением внутри системы электрического тока. Примером коррозионных процессов электрохимического характера является разрушение деталей машин и различных металлических конструкций в почвенных, грунтовых, речных и морских водах, во влажной атмосфере, в технических растворах, под действием смазочно-охлаждающих жидкостей, применяемых при механической обработке металлов и т.д.

Причиной электрохимической коррозии является образование на поверхности металла большого количества микрогальванических пар, которые возникают по следующим причинам:

1. Наличие примесей металлов или других веществ, отличающихся по активности от основного металла.

2. Структурная неоднородность поверхности металла, что определяет наличие участков с разной активностью.

3. Неравномерность распределения деформаций в металле после термической и механической обработки и др.

При электрохимической коррозии на поверхности металла одновременно протекают два процесса:

анодный - окисление металла: Ме - nē = Men+

и катодный - восстановление ионов водорода в кислой среде:

 

2H+ + 2e = H2 или

 

молекул кислорода, растворенного в воде, в случае атмосферной коррозии:

2H2O + O2 + 4ē = 4OH-.

 

Ионы или молекулы, которые восстанавливаются на катоде, называются деполяризаторами. При атмосферной коррозии - коррозии во влажном воздухе при комнатной температуре - деполяризатором является кислород.

Пример 8. Как происходит коррозия цинка, находящегося в контакте с кадмием в нейтральном и кислом растворах? Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов. Каков состав продуктов коррозии?

Решение. При таком контакте возникает гальванический элемент. Цинк имеет более отрицательный потенциал (-0,763 В), чем кадмий (-0,403) (табл. 10.1), поэтому он является анодом, а кадмий - катодом.

Анодный процесс: Zn - 2ē= Zn2+.

Катодный процесс: в кислой среде: 2H+ + 2ē = H2;

в нейтральной среде: 2H2O + O2 + 4ē = 4OH-.

 

Так как ионы Zn2+ с гидроксильной группой образуют нерастворимый гидроксид, то продуктом коррозии в нейтральной среде будет Zn(OH)2.

Скорость коррозии тем больше, чем сильнее различаются электродные потенциалы металлов, т.е. чем дальше они расположены друг от друга в ряду напряжений. Кроме того, скорость коррозии повышается при увеличении концентрации электролита и повышении температуры.

Защита от коррозии. Все методы защиты условно делятся на следующие группы:

а) легирование металлов (эффективный, хотя и дорогой метод повышения коррозионной стойкости металлов. При легировании в состав сплава вводят компоненты, вызывающие пассивность металла вследствие образования на их поверхностях прочных оксидных пленок. В качестве таких компонентов применяют хром, никель, вольфрам и др.;

б) защитные покрытия (металлические, неметаллические);

в) электрохимическая защита (этот метод основан на торможении анодных или катодных реакций коррозионного процесса. Защита осуществляется присоединением к защищаемой конструкции металла с более отрицательным значением электродного потенциала - протектора, а также катодной или анодной поляризацией за счет тока от внешнего источника);

г) изменение свойств коррозионной среды (для снижения агрессивности среды уменьшают концентрацию компонентов, опасных в коррозионном отношении, например снижают концентрацию Н+- ионов – подщелачивание, удаляют кислород и др.).

Пример 9. Какие процессы протекают при коррозии оцинкованного и луженого железа а) в кислой среде; б) на воздухе?

Решение. 1. Оцинкованное железо получают, покрывая железо тонким слоем цинка. При таком контакте возникает гальванический элемент. Цинк имеет более отрицательный потенциал (-0,763 В), чем железо (-0,44 В) (табл. 10.1), поэтому он является анодом, а железо - катодом. а) Схема ГЭ записывается в кислой среде:

 

(-) Zn ½ HCl ½ Fe (+).

 

Анодный процесс: Zn - 2ē= Zn2+;

катодный процесс: 2H+ + 2ē = H2.

 

Следовательно, цинк в этом случае коррозирует вместо железа. Подобная защита металла, при которой он играет роль катода в процессе электрохимической коррозии, называется катодной защитой, а цинк в этом случае является анодным покрытием.

 

б) Для коррозии на воздухе схема ГЭ: (-) Zn½H2O, O2½Fe (+).

Анодный процесс: Zn - 2ē= Zn2+;

катодный процесс: 2H2O + O2 + 4ē = 4OH-.

 

Цинк защищает железо от коррозии даже после нарушения целостности покрытия.

2. Так называемую «белую жесть» получают, покрывая тонким слоем олова листовое железо. Сравнение электродных потенциалов железа (-0,44 В) и олова (-0,13 В) показывает, что железо окисляется легче олова, поэтому железо в этой паре играет анода.

 

a) В кислой среде: (-) Fe ½ HCl ½ Sn (+).

 

Анодный процесс: Fe - 2ē= Fe2+;

катодный процесс: 2H+ + 2ē = H2.

 

б) Во влажной атмосфере: (-) Fe½ H2O, O2½Sn (+).

 

анодный процесс: Fe - 2ē= Fe2+;

катодный процесс: 2H2O + O2 + 4ē = 4OH-.

Суммарный процесс: 2Fe + 2H2O + O2 = 2Fe2+ + 4OH-.

 

2Fe + 2H2O + O2 = 2Fe(OH)2 (продукт коррозии). 4Fe(OH)2 + 2H2O + O2 = 4Fe(OH)3.

 


1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 | 41 | 42 | 43 | 44 | 45 | 46 | 47 | 48 | 49 | 50 | 51 | 52 | 53 | 54 | 55 | 56 | 57 | 58 | 59 | 60 | 61 | 62 | 63 | 64 | 65 | 66 | 67 | 68 | 69 | 70 | 71 | 72 | 73 | 74 | 75 | 76 | 77 | 78 | 79 |

Поиск по сайту:



Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.004 сек.)