46 Электрохимическая коррозия. Коррозия технического железа в кислой среде. Составьте схему микрогальванического элемента при коррозии
Электрохимическая коррозия — это процесс взаимодействия металла с раствором электролита(щелочная среда, кислотная,H2O), при котором ионизация атомов металла и восстановление окислительного компонента коррозионной среды протекают не в одном акте и их скорости зависят от электродного потенциала.
В электрохимической коррозии общая реакция может быть разделена на самостоятельные электродные процессы(анодный процесс окисления, катодный процесс востановления)
Кислородная коррозия железа в воде (воздушно-влажная): 4Fe + 6Н2О + ЗО2 = 4Fe(OH)3 Состав коррозионной среды оказывает больное влияние на скорость коррозии. Коррозия протекает тем более интенсивно, чем выше в растворе концентрация ионов водорода. Иную роль при коррозии железа играют ионы гидроксида. Эти ноны образуют с ионами железа труднорастворимые в щелочных средах гидроксиды. По этой причине железо в щелочных средах не корродирует. В присутствии кислоты (напр. диоксида углерода: 2Fe + 2H2O(влага) + O2(воздух) + 4CO2 => 2Fe(HCO3)2 Fe(HCO3)2 (влажн.) ---> Fe(OH)2 + 2CO2 Fe(OH)2+ O2 (кислород воздуха) + Н2O (влага) ---> Fe(OH)3 (окисленное железо III - непосредственно ржавчина, ржавые пятна, ржавая вода и т.д.)
Процесс
самопроизвольного разрушения металла,
вызываемый химическим или электрохимическим
взаимодействием его с окружающей
средой, называется коррозией.
При
погружении железной пластинки в раствор
серной кислоты протекает
окислительно-восстановительная
реакция:
Fe
+ H2SO4 =
FeSO4 +
H2,
Fe0 –
2
=
Fe2+ –
окисление,
2H+ +
2
=
H2 –
восстановление.
На рис 20 показаны три отличающихся друг от друга железо-цинковых гальванических элемента. Приведенный на рис. 11.3.а гальванический элемент состоит из железной и цинковой пластин, погруженных в раствор соляной кислоты и соединенных друг с другом с помощью внешней цепи.
Рис. 11.3. Виды железо - цинковых гальванических элементов.
а) макрогальванический элемент,
б) короткозамкнутый макрогальванический элемент,
в) микрогальванический элемент.
На рис.11.3.б показан короткозамкнутый макрогальванический элемент, состоящий из контактирующих друг с другом железной и цинковой пластин, находящихся в растворе электролита. Изображенная на рис.11.3.в. цинковая пластинка с микровключениями железа, находящаяся в растворе соляной кислоты, может тоже рассматриваться в качестве гальванического элемента (микрогальванического элемента). В каждом из приведенных гальваническом элементе цинк является анодом, а катодом служит железо. В любом из приведенных гальванических элементов протекают пространственно-разделенные окислительно-восстановительные процессы:
на аноде (цинк):
окисление;
на катоде (железо):
восстановление.
Электроны, перетекающие с анода на катод, обусловливают возникновение электрического тока.