Коррозия металлов

При решении задач этого раздела см. табл. 5 приложения.

Коррозия – это самопроизвольно протекающий процесс разрушения металлов в результате химического или электрохимического взаимодействия их с окружающей средой.

По механизму протекания различают химическую и электрохимическую коррозию.

Химической коррозией называется разрушение металла в результате его окисления в окружающей среде без возникновения электрического тока в системе. В этом случае происходит взаимодействие металла с составными частями среды – газами и неэлектролитами.

Наибольший вред приносит электрохимическая коррозия. Электрохимической коррозией называют разрушение металла в среде электролита с возникновением внутри системы электрического тока. В этом случае наряду с химическими протекают и электрические процессы (перенос электронов от одного участка к другому).

При электрохимической коррозии на поверхности металла одновременно протекают два процесса:
анодный – окисление металла: Ме⁰ – ne = Meⁿ⁺
и катодный – восстановление ионов водорода:

2Н⁺ + 2ē → Н₂ (pH < 7)

или молекул кислорода, растворенного в воде:

О₂ + 2Н₂О + 4ē→ 4ОН^- (pH ≥ 7).

Ионы или молекулы, которые восстанавливаются на катоде, называются деполяризаторами. Коррозия, протекающая с выделением водорода, называется коррозией с водородной деполяризацией. В кислой среде деполяризатом является водород. Коррозия, протекающая с поглощением кислорода называется коррозией с кислородной деполяризацией. При атмосферной коррозии – коррозии во влажном воздухе при комнатной температуре – деполяризатором является кислород.

Коррозия металлов причиняет огромный ущерб. Радикальным методом борьбы с коррозией является изыскание коррозионностойких металлов, устойчивых в данной агрессивной среде. А также замена их коррозионностойкими неметаллическими материалами. Однако полностью заменить металлы неметаллическими материалами невозможно, поэтому насущная задача заключается в резком уменьшении или сведении к минимуму коррозии посредством применения методов защиты металлов.

К основным видам защиты металлов от коррозии относятся следующие:

1. Изменение свойств коррозионной среды.

2. Изоляция металла от коррозионной среды. Защитные покрытия.

3. Электрохимические методы защиты.

Пример 1. Как происходит атмосферная коррозия цинка, находящегося в контакте с кадмием в нейтральной и кислой средах. Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов. Каков состав продуктов коррозии?