Электролиз с растворимым анодом
Металл растворимого анода соответствует катиону металла в раствореего соли.
Пример: раствор CuSO4(А–Сu)
Металл анода при электролизе растворяется, окисляется.
 1 К(–): Cu2+ + 2ē = Сu восстановление
1 А(+): Сu0 – 2ē = Cu2+ окисление
 Cu + Cu2+ = Cu2+ + Cu
Используют для рафинирования (очистки) металлов.
|
4.6. Коррозия и защита металлов от коррозии
| Коррозия – это разрушение металлов под воздействием окружающей среды. Разрушение – это окисление металлов, т.е. отдача ē. Коррозию можно разделить на следующие виды по характеру среды: газовая, атмосферная, в расплавах и растворах, почвенная, в морской воде.
|
| По механизму протекания процесса коррозия бывает:
|
| химическая
| электрохимическая
|
| Окисление металла при высоких температурах в отсутствии влажности или в неорганических растворителях. На практике наблюдаем в средах, не проводящих электрический ток (сухие газы, бензин), в двигателях внутреннего сгорания, турбореактивных двигателях, при термической обработке металлов.
| Разрушение металла в токопроводящих средах.
В качестве токопроводящей среды служат:
– растворы электролитов (растворы кислот, щелочей, солей)
– любой водоем
– влажный воздух
– почва
|
| На поверхности металла образуется плёнка продуктов коррозии. Дальнейшее протекание коррозионного процесса зависит от плотности и прочности плёнки, а также от её сцепления с металлом.
| Электрохимическая коррозия протекает в несколько стадий через образование микрогальванических элементов.
Гальванопары образуются:
а) при контакте металлов различной активности;
б) при контакте металлов с растворами различной концентрации;
в) при наличии различных примесей в металле (графит в чугуне, карбид в стали и т.д.)
|
| Между протеканием химической и электрохимической коррозии существует принципиальное отличие: при электрохимической коррозии элементарные акты окисления и восстановления пространственно разделены, а при химической коррозии осуществляется непосредственный контакт восстановителя с окислителем.
|
| Чаще встречается электрохимическая коррозия, которая возможна в электропроводных средах, протекающая за счёт образования и работы короткозамкнутых микрогальванопар. Средой же, проводящей электрический ток, может служить даже влага, адсорбированная на поверхности металла из атмосферы воздуха.
|
| В микрогальванопарах на анодных участках, xapaктepизующихся меньшим значением потенциала, идёт окисление металла:
А(+): Ме – nē = Me+n – окисление
А на катодных – восстановление окислителя. Процесс приобретения электронов на катодных участках называется деполяризацией. Катодный процесс зависит от среды раствора.
1) в кислой среде рН < 7 (Н+) происходит процесс с водородной деполяризацией:
К(–): 2Н+ + 2ē → Н2;
2) в присутствии кислорода происходит процесс с кислородной деполяризацией:
К(–): 2Н2О + О2 + 4ē → 4 ОН–.
Первая реакция встречается в кислых растворах, а вторая – в нейтральных.
|
Примеры:
1) С водородной деполяризацией:
Рассмотрим работу гальванопары Zn – Fe, погруженной в кислую среду. Участок с меньшим потенциалом (Zn) является анодом. На нём идёт окисление:
А(+): Zn – 2ē → Zn2+.
Участок с большим потенциалом (Fе) – катод. Катодный процесс представляет собой водородную деполяризацию:
К(–): 2Н+ + 2ē → Н2.
 Внутри металлов возникают микротоки за счёт переноса электронов от анода к катоду.
Металл Электролит
   
Работа гальванопары Zn – Fe
2) С кислородной деполяризацией (наблюдается в случае коррозии металлов в воде, почве):
Примером может служить покрытие железа ржавчиной во влажном воздухе, при котором образуется гидроксид железа (II), окисляющийся постепенно до гидроксида железа (III):
А(+): 2 Fe – 4ē → 2 Fe2+ – окисление
К(–): 2Н2О + О2 + 4ē → 4 ОН– – восстановление
 2 Fe + 2 Н2О + О2 = 2 Fе(ОН)2,
4 Fе(ОН)2 + О2 + 2 Н2О = 4 Fе(ОН)3.
|
2015-04-01
3185
