Термодинамика коррозии

В основе общих представлений о коррозии лежит тот факт, что большинство металлов (за исключением наименее активных, таких как Au и Pt) менее стабильны находясь в "несвязанном" состоянии в атмосферных условиях, чем находясь в виде ионов в химических соединениях.

Если рассмотреть процесс коррозии железа. Вероятность самопроизвольного прохождения процесса может быть оценена термодинамически:

H2O + Fe + O2 = Fe(OH)2

Если DG химической реакции меньше нуля, то процесс будет самопроизвольным (при постоянных температуре и давлении). Принимая во внимание, что DG=-nFE

и E = jc - ja » - joFe/Fe(2+) + joO2/OH(-)

 

где jc - потенциал катода, а ja- потенциал анода.

Если E>0 коррозия железа возможна с кислородной деполяризацией:

(A) Fe - 2e ® Fe2+

(C) O2 + H2O + 4e ® 4OH-

 

Если E>0 jM < jH2 коррозия металла возможна с водородной деполяризацией тоже:

(A) M - ne ® Mn+

(C) 2H+ + 2e ® H2 ­

 

Электродный потенциал зависит от концентрации:

jH2 = joH2+ lncH+,

Поэтому коррозия с водородной деполяризацией во многих случаях происходит в кислой среде, но только активных металлов (которые стоят впереди H2 в ряду напряжений)

 

Kинетика коррозии

Коррозионный процесс является гетерогенным, поэтому кинетическое уравнение для гетерогенной реакции применимо для коррозии.

v = ,

гдe Dm - потеря массы,

S - площадь поверхности,

t - время.

Для процесса электрохимической коррозии:

Dm = k×q = k×I×t

v = = = × = ×

Скорость коррозии зависит oт:

-э.д.с. гальванического элемента (E);

-электродной поляризации (DE);

-сопротивления электролита (R).

 

Факторы влияющие на коррозию

1) Химическая природа металла (т.е. стандартный электродный потенциала)

2) Гетерогенность поверхности металла (что увеличивает э.д.с. микрогальванопар):

a) примеси в металле;

b) различие в температуре;

c) механические напряжения в металле;

d) механические дефекты поверхности металла;

e) различный контакт с электролитом

3) Свойства коррозионной среды:

a) электропроводность;

b) концентрация окислителя (O2, H+ и других);

c) способность растворять продукты коррозии.

 

Например, в нейтральной среде (pH=7) тонкая пленка Al2O3 защищает Al против коррозии:

Al2O3 +3H2O ¹,

но в щелочной среде коррозионный процесс алюминия имеет место:

Al2O3 +3H2O + 6NaOH = 2Na3[Al(OH)6]

и потом: Al + 3H2O = Al(OH)3 + H2­

Al(OH)3+ 3NaOH =2Na3[Al(OH)6]

 








Дата добавления: 2015-11-20; просмотров: 1073;


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам перенёс пользу информационный материал, или помог в учебе – поделитесь этим сайтом с друзьями и знакомыми.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2024 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.005 сек.