Коррозия - это самопроизвольное разрушение металлов под воздействием окружающей среды.
Ржавление железа на воздухе, образование окалины при высокой температуре, растворение металлов в кислотах - обычные примеры коррозии. В результате коррозии многие ценные свойства металлов ухудшаются: уменьшается прочность и пластичность, возрастает трение движущимися деталями машин, нарушаются размеры деталей. •
Вред, причиняемый коррозией, весьма велик: примерно одна треть добываемого металла выбывает из технического употребления по причине коррозии.
Коррозия является переходом из металлического состояния в ионное.
По механизму протекания различают химическую и электрохимическую коррозии.
Химическая коррозияобуславливается взаимодействием металлов с сухими газами или жидкостями, не проводящими электрического тока. К ней относится образование окалины на железе при высокой температуре и вообще газовая коррозия при высокой температуре без участия электролитов.
Наибольший вред оказывает электрохимическая коррозия металлов. Разрушение металла при соприкосновении с электролитом с возникновением в системе электрического тока называется электрохимической коррозией.Электрохимическая коррозия возникает самопроизвольно, при этом образуется самопроизвольный гальванический элемент, в котором внешняяэлектрическая цепь всегда замкнута, так как различные металлы находятся в непосредственном механическом контакте друг с другом.
В атмосферных условиях роль электролита играет водная пленка на металлической поверхности, в которой часто растворены электропроводящие примеси. Электродами является сам металл и обычно содержащиеся в нем . примеси. В качестве примера рассмотрим коррозию железа в контакте с медью в растворе солядюй кислоты. При таком контакте возникает гальванический элемент
(-) Fe | НС1| Сu (+).
Более активный металл - железо -. окисляется, посылая электроны атомам меди, и переходит в раствор в виде ионов Fe2+, а ионы водорода разряжаются (восстанавливаются) на меди:
2H+ + 2е = Н2.
Ионы ОН' соединяются с перешедшими в раствор ионами Fe2+
Fe2+ + 2OH- = Fe(OH)2,
4Fe(OH)2 + 2Н2О + О2= 4Fe(OH)3
Последний представляет собой бурую ржавчину.
Вместо разряда ионов водорода на катодах может протекать процесс восстановления кислорода, растворенного в электролите
О2 + 4е + 2Н2О = 4ОН+
Это так называемая кислородная деполяризация катода. Какой процесс будет протекать - это зависит от условий: в кислой среде обычно выделяется водород, в нейтральной происходит кислородная деполяризация катода и водород не выделяется.
Таким образом, при электрохимической коррозии поток электронов направлен от более активного к менее активному металлу, и более активный металл корродирует. Скорость коррозии тем больше, чем дальше отстают в ряду напряжений металлы, из которых образовалась гальваническая пара. Сильно возрастает коррозия с ростом температуры.
ВОПРОСЫ И ЗАДАЧИ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ
1. Что изучает электрохимия?
2. Что называют электродным потенциалов и объясните механизм его
появления на границе металл - раствор?
3. От каких факторов зависит величина электродного потенциала? -
4. Напишите уравнение Нернста.
5. Поясните принцип действия гальванического элемента.
6. Дайте характеристику анодного и катодного процессов при работе
гальванического элемента?
7. Что такое ЭДС и как она определяется?
8. Что называют электролизом и от каких факторов он зависит?
9. Как протекает электролиз в расплавах электролитов?
10.Как протекает электролиз в растворах электролитов?
11.Дайте характеристику катодных и анодных процессов при электролизе в
растворах электролитов.
12.Сформулируйте 1-ый и 2-ой законы электролиза.
13. Что называют электрохимическим эквивалентом вещества?
14. Каков физический смысл постоянной Фарадея?
15. Что такое коррозия металла?
16. В чем причина химической и электрохимической коррозии металла?
17. Составьте схему и определите величину ЭДС стандартного медно-
свинцового гальванического, элемента. Напишите уравнения катодного и
анодного процессов.(Е°рь=-0,126 В; Е°Cu= 0,337 В).
18.Как протекает электролиз раствора сульфата калия, хлорида меди. Напишите уравнения катодного и анодного процессов.
19. Определить массы веществ, выделившихся на катоде и аноде при
электролизе водного раствора Na2SO4 током 2,5А в течение 40 минут.
Напишите уравнения анодного и катодного процессов,
20. Две металлические пластины - из олова и меди соединены друг с другом и
погружены в раствор соляной кислоты. Какие процессы происходят на
поверхностях металлов? Напишите уравнения катодного и анодного
процессов (Е0Сu=0,337В, ЕSn= - 0,136В).
-
СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Глинка Н.Л. Общая химия. Ленинград: Химия, 1985. - У26с.
2. Глинка Н.Л. Задачи и упражнения по общей химии. Ленинград: Химия,
1985.-389с.
3. Фролов В.В. Химия. Москва: Высшая школа, 1986. -286с.
4. Общая химия /Под ред. Е.М. Соколовской, Г.Д. Вовченко, Л.С. Гузея. -
Москва: Изд-во МГУ, 1980. - 726с. ,
5. Ахметов Н.С. Неорганическая химия. - Москва: Высшая школа, 1975. -
530с.
Дата добавления: 2015-02-10; просмотров: 2102;