2018-01-21
546
1) Элементы без жидкостных соединений PT/H2/HCl/Cl2/Pt.
2) Элементы с жидкостными соединениями:
-концентрационные элементы PT/H2/HCl(с1)/HCl(c2)/Cl2/Pt
-различные электроды Zn/ZnCl2/CuCl2/Cu
-элементы с солевыми мостиками Zn/ZnCl2//CuCl2/Cu
Вопрос 33. Коррозия металлов. Классификация коррозионных процессов. Химическая и электрохимическая коррозия. Приведите примеры. Микро - и макрогальванические элементы. Причины электрохимической гетерогенности поверхности металла. Какие процессы протекают при коррозии цинка с примесями железа в кислой среде?
Коррозией металлов (лат. сorrosio - разъедание) называется самопроизвольный процесс разрушения металлов под действием окружающей среды.
Коррозионные процессы, имеющие место в реальных условиях эксплуатации, можно классифицировать: По механизму процесса на: химическую коррозию; электрохимическую коррозию. По виду коррозионной среды на: газовую коррозию; атмосферную коррозию; почвенную (подземную) коррозию; жидкостную коррозию.
Жидкостная коррозия в свою очередь может быть пресноводной, морской, коррозией в химических агрессивных средах (растворы кислот, солей, щелочей и т.д.). По характру разрушения металлов на: общую (коррозии подвергается вся поверхность металла); местную (коррозии подвергаются отдельные участки поверхности). В особую группу следует выделить случаи коррозии металлов, вызываемые совместным действием окружающей среды и механических напряжений. К таким видам коррозионно-механических повреждений относятся: водородная хрупкость; коррозионное растрескиванве; коррозионная усталость; коррозионный износ (фреттинг); коррозионная кавитация.
Характерной особенностью коррозионного процесса, протекающего по химическому механизму, является непосредственный переход электронов с атомов металла (восстановителя) на атомы.или молекулы окислителя, входящие в состав среды.
Химическа коррозия. Такой механизм коррозии характерен для разрушения металлов в непроводящей электрический ток среде, например, в безводных органических растворителях, жидком броме, расплавленной сере и т.д.
По химическому механизму протекает и газовая коррозия коррозия металлов при контакте с сухими газами, например, окисление металла кислородом при высокой температуре. Продуктами газовой коррозии обычно являются оксиды металлов, однако, в зависимости от среды, могут образовываться и другие продукты, например, сульфиды.
Электрохимическая коррозия. Электрохимическая коррозия - процесс разрушения металла в среде электролита, включающий анодное растворение металла и катодное восстановление какого-либо окислителя. Электрохимические процессы отличаются от химических тем, что окислительная и восстановительная стадии превращения осуществляются не в едином акте, а протекают раздельно с участием металлической поверхности, принимающей или отдающей электроны реагирующим частицам. Окислительный и восстановительный компоненты непосредственно не встречаются, но каждый из них должен встретиться с металлом (электродом). Коррозия металлов, протекающая по электрохимическому механизму, имеет следующие особенности: пространственное разделение процессов. Окисление происходит на аноде, а восстановление на катоде; возникновение электрического тока, связанное с переходом электронов от анодных участков к катодным; образование продуктов реакции в результате вторичных процессов; зависимость скорости процесса от потенциала.
Причины: 1.Сочетание в конструкции разных металлов с различными величинами электродных потенциалов. Металл с меньшей величиной потенциала выполняет функции анода, возникающего при этом макрогальванического элемента. 2.Наличие в металле неметаллических примесей и включений, выполняющих функцию катодов возникающего при этом микрогальванического элемента. 3.Различие химического состава электролита у отдельных участков поверхности металлической конструкции. При этом возникает и функционирует концентрационный гальванический элемент.
4.Различный доступ окислителя к поверхности металла. Участки, к которым доступ окислителя, например, кислорода затруднен являются анодами возникающего при этом гальванического элемента. Такой элемент носит название элемента дифференциальной аэрации. 5.Резкие перепады температуры в пределах металлической конструкции. Более нагретые участки обычно являются анодами возникающего в этом случае термогальванического элемента.
33(п)6.Наличие на поверхности металла участков с нарушенной окисной пленкой, обнаженный участок при этом является анодом. 7.Наличие на поверхности металлов местных деформированных участков, окалины, биоотложений, слоев сульфидов и др. 8.Неравномерное наложение внешнего электрического поля (электрокоррозия, коррозия под действием блуждающих токов).
Вопрос 34. Электродные процессы при коррозии металлов. Катодные реакции в кислых, нейтральных и щелочных средах. Чем может быть вызвана электрохимическая гетерогенность поверхности металла?
При коррозионном разрушении металла по электрохимическому механизму в коррозионном гальваническом элементе имеет место протекание двух пространственно разделенных, но взаимосвязанных процессов. Анодный процесс окисления металла, который собственно и вызывает его разрушение, обусловлен переходом металла в раствор при его ионизации. Избыток электронов с анода перетекает на катод, где связывается соответствующими окислителями, в качестве которых чаще всего выступают ионы водорода или растворенный в электролите кислород.
Если электроны, образующиеся на аноде, связываются на катоде ионами водорода, то говорят о протекании коррозионного процесса с водородной деполяризацией. Такие процессы обычно имеют место при коррозии в кислых средах. Если электроны, образующиеся на аноде, связываются на катоде растворенными в электролите молекулами кислорода, то говорят о протекании коррозионного процесса с кислородной деполяризацией.
Катодный процесс (кислородная деполяризация) в зависимости от реакции среды может быть представлен следующими схемами:
