Теоретичне підґрунтя
Корозія – процес руйнування металу під впливом різних факторів зовнішнього середовища.
Корозія металів буває хімічна, електрохімічна та біохімічна.
Хімічна корозія – це руйнування металів внаслідок їх взаємодії з середовищем, яке не проводить електричний струм
Хімічна корозія – обумовлена взаємодією металів з газами або з неелектролітами (рідинами, які не проводять електричний струм), наприклад:
4Fe + 3О2 = 2Fe2O3.
Електрохімічна корозія – це руйнування металу, що знаходиться в контакті з іншими металами та електролітом або водою.
Електрохімічна корозія відбувається під дією розчинів електролітів. Цей вид корозії відбувається при зануренні металевих виробів у водні розчини, морську воду, грунт з ґрунтовими водами, при конденсації на металі вологи із атмосфери. Отже, електрохімічна корозія має багато різновидів. Основними з них є: атмосферна корозія, що виникає на поверхні металу під дією сконденсованої вологи; ґрунтова корозія, виникає при контактуванні металів з ґрунтовими водами; морська корозія, виникає при контакті металу з морською водою.
Біохімічна корозія виникає при дії ферментів, що є продуктами життєдіяльності мікроорганізмів.
Найбільш поширена електрохімічна корозія, яка відбувається під дією розчинів електролітів.
Чисті метали (крім активних) при контакті з електролітом або водою практично не кородують. Корозія розвивається, якщо метали містять домішки, які є менш активні, ніж метал, наприклад, вуглець у сталі (залізі). При контакті такого заліза з електролітом (електропровідним середовищем) на різних ділянках виникають різні потенціали, що приводить до утворення багатьох коротко замкнутих мікро гальванічних елементів. Роль аноду виконують зерна самого металу (заліза), а катоду - менш активні домішки.
Електрод, від якого по металевому провіднику відходять електрони, вважають анодом, не залежно від того є система гальванічним елементом чи електролізером. Електрод, до якого надходять електрони, вважають катодом.
Атоми металу з кристалічної решітки переходять у розчин, а на металі (аноді) накопичуються електрони, тобто відбувається розчинення металу:
Електрони переміщуються до катоду (менш активного металу або домішок) і викликають реакції відновлення, наприклад:
у випадку кислого середовища:
при наявності кисню у водному середовищі:
О2 + 2Н2О + 4е - 4ОH-.
Прискоренню процесу корозії сприяє підвищення концентрації молекул кисню або іонів водню, підвищення температури.
Корозія завдає великої шкоди народному господарству. За рік приблизно 20% обсягу щорічного виробництва сталі руйнується в результаті корозії. В харчовій промисловості корозія приводить до псування інвентарю та обладнання, а продукти корозії е причиною харчових отруєнь. Тому важливо знати механізм корозії та способи захисту від неї металів. Найбільш поширеними є нанесення на метали ізолюючих покриттів (плівок) – металевих та неметалевих, а також електрохімічні та хімічні методи.