Химическая коррозия. Термодинамика процесса химической коррозии. Пленки на металлах

Термодинамика химической коррозии. Химическая коррозия представляет собой самопроизвольное разрушение металлов в среде окислительного газа (например, кислорода, галогенов) при повышенных температурах или в жидкостях неэлектролитах.

Рассмотрим химическую коррозию в газах (газовую коррозию), в частности, коррозию в атмосфере кислорода. Уравнение реакции окисления металлов кислородом можно записать в общем виде:

nM + m/2O₂ = M_nO_m

В соответствии с законами химической термодинамики эта реакция, как и другие реакции коррозии, может протекать лишь при условии уменьшения энергии Гиббса системы. Так как, по определению, энергия Гиббса простых веществ равна нулю, то энергия Гиббса окисления металлов равна энергии Гиббса образования оксидов. Энергию Гиббса реакции окисления рассчитывают по уравнению

ΔG = ΔG⁰- ,

где ΔG⁰- стандартная энергия Гиббса реакции; - относительное парциальное давление кислорода (р /100).

Стандартные значения ΔG⁰ приведены в справочниках. Для подавляющего большинства металлов стандартная энергия Гиббса их окисления ниже нуля, что говорит о возможности протекания этой реакции при атмосферном давлении кислорода.

Для большинства металлов условие ΔG⁰>0, при котором коррозия невозможна, проявляется при очень низких давлениях кислорода, не реализуемых на практике.