Электрохимическая коррозия металлов
Задача 2.5: В производственной конструкции имеются детали из разных металлов (см. табл. 6). В контакте с какими металлами основной металл конструкции корродирует интенсивнее? Составьте уравнения электродных процессов, протекающих при работе коррозионных микрогальванических пар, и суммарные уравнения коррозионных процессов с учетом характера среды.
Таблица 6 – Варианты заданий
| Основной металл конструкции | Металлы, контактирующие с основным | Среда | |
| a | Железо | Zn или Cu | Раствор HCl |
| b | Цинк | Al или Sn | Раствор NaCl |
| c | Медь | Mg или Cr | Раствор H2SO4 |
| d | Железо | Cu или Ag | Морская вода |
| e | Олово | Pb или Mn | Раствор CH3COOH |
| f | Цинк | Al или Cu | Воздушная (O2 + 2H2O) |
| g | Железо | Mg или Ni | Морская вода |
| h | Никель | Cu или Zn | Раствор H2SO4 |
| i | Свинец | Ag или Cu | Раствор CH3COOH |
| j | Железо | Cr или Zn | Воздушная (O2 + 2H2O) |
| k | Медь | Fe или Ni | Раствор HCl |
| l | Железо | Mg или Pb | Раствор NaCl |
| m | Алюминий | Zn или Fe | Воздушная (O2 + 2H2O) |
| n | Железо | Al или Pb | Водная |
| o | Железо | Zn или Cu | Раствор NaOH |
Для решения данной задачи воспользуйтесь рядом СЭП.
Пример решения задачи:
В конструкции из железа имеются медные детали. Какие коррозионные процессы протекают в атмосферных условиях (О2, Н2О) и в водной среде (кислой, нейтральной)?
При контакте разных металлов Fe/Cu возникает разность электродных потенциалов; в присутствии окислителя и электролита начинается процесс электрохимической коррозии.
В коррозионной гальванической паре железо (φ0 = -0.44 В) является анодом, оно окисляется, а медь (φ0 = +0.34 В) является катодом; на меди происходит восстановление окислителя, содержащегося в окружающей среде. Окислитель при этом часто называют деполяризатором. Записываем схемы коррозионных гальванических элементов и электродные процессы.
1) В атмосферных условиях (рН ³ 7):
A (-): Fe/ O2, H2O /Cu :(+) K
Анод: Fe – 2e = Fe2+ (окисление)
Катод: O2 + 2H2O + 4e = 4OH- (восстановление)
Окислению всегда подвергается более активный металл. На поверхности меди – менее активного металла происходит кислородная деполяризация, т.е. восстановление кислорода в присутствии воды с образованием ОН--групп.
Молекулярное уравнение коррозии:
2Fe + O2 + 2H2O = 2Fe(OH)2
В местах контакта железных и медных деталей образуется Fe(OH)2, последний окисляется кислородом воздуха до Fe(OH)3.
4Fe(OH)2 + O2 +2H2O = 4Fe(OH)3
На воздухе Fe(OH)3 может частично или полностью дегидратироваться с образованием FeOOH и затем Fe2O3.
2) В водном растворе кислоты (рН < 7):
A (-): Fe/ H2SO4 /Cu :(+) K
Анод: Fe – 2e = Fe2+ (окисление)
Катод: 2H+ + 2e = H2 (восстановление)
На поверхности меди (катоде) происходит восстановление ионов водорода, то есть водородная деполяризация.
Молекулярное уравнение коррозии
Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2
Продуктом коррозии является растворимая соль FeSO4.
3) В водном нейтральном растворе (рН = 7), не содержащем растворенного кислорода, на катоде (меди) восстанавливаются молекулы воды
2H2O + 2e = H2 + 2OH-
Молекулярное уравнение коррозии
Fe + 2H2O = Fe(OH)2 + H2
Дата добавления: 2014-12-05; просмотров: 6082;