2) О2 +4ē + 4Н+ ↔ 2Н2О 2) О2 +4ē + 2Н2О ↔ 4ОН‾
Выводы:
1. На катоде имеет место конкуренция за преимущественное связывание электронов между катионами водорода и молекулами О2, растворенными в электролите.
2. Пойдет тот процесс, потенциал которого больше (φ0max>).
3. Электрохимическая коррозия возможна, если потенциал любой катодной реакции больше, чем потенциал анодного процесса.
4. Катодные процессы водородной и кислородной деполяризации рассчитываются с доступом кислорода воздуха по формулам:
φрн2/2Н+ = 0,186 – 0,059 · рН - ηН2
Ме(К)
φрo2/2oн- = 1,21 – 0,059 · рН - ηО2
Ме(К)
РЕШЕНИЕ ТИПОВОЙ ЗАДАЧИ ПО ТЕМЕ:
«ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКАЯ КОРРОЗИЯ МЕТАЛЛОВ»
Возможна ли коррозия оцинкованного железа при рН = 2, с доступом кислорода воздуха.
Дано: Fe/Zn, рН = 2, с кислородом воздуха.
1. Выписываем φр анодного и катодного процесса (см. Приложение В, табл. В.1) при рН=2
φрFe0/Fe2+ = - 0,32В
φрZn0/Zn2+ = -0,84В
2. Т.к. φрZn0/Zn2+ < φрFe0/Fe2+, => Zn – (A), Fe – (K).
3. Химизм: (А) (окисление) Zn0 - 2ē ↔ Zn2+
(К) (восстановление) 2Н+ + 2ē ↔ Н2↑ (водородная деполяризация)
О2 + 4ē + 4Н+ ↔ 2Н2О (кислородная деполяризация)
4. ηН2 = 0,34 (см. Приложение Г, табл. Г.1)
Fe(К)
ηО2 = 1,07
Fe(К)
5. Рассчитываем потенциалы катодных процессов по формуле.
φр 2Н+/Н2 = 0,186 - 0,059·рН - ηН2 = 0,186 – 0,059·2 – 0,34 = - 0,272В
Fe(К)
φрО2/2 НОН = 1,21 – 0,059·рН - ηО2 = 1,21 – 0,059·2 – 1,07 = + 0,022В
Fe(К)
6. Определяем возможность коррозии:
а) (А) – 0,84В < (К) – 0,272В => коррозия возможна, идёт водородная деполяризация.
(А) – 0,84В < (К) + 0,022В => коррозия возможна, идёт кислородная деполяризация.
б) ЭДС1 = - 0,272 – (-0,84) = + 0,568В
ЭДС2 = 0,022 – (- 0,84) = + 0,862В >
7. Вывод: коррозия возможна, Zn будет окисляться и катионами водорода, и молекулами кислорода, растворёнными в электролите, но т.к. ЭДС2 > ЭДС1, идёт предпочтительнее коррозия с кислородной деполяризацией.