Коррозия металлов

это разрушение (окисление) металлов под действием окружающей среды.

Поляризация – замедление коррозии за счет образования на поверхности металла: 1) тонкой, невидимой глазом, пленки, которая препятствует дальнейшему проникновению окислителя; такая пленка есть у Al, Ti, Zn, Sn, Pb, Mn, Cd, Tl .

2) толстого слоя продуктов коррозии (видим), который затрудняет подход к самому металлу. В этом случае степень поляризации зависит от пористости этого слоя. Например, зеленая патина на меди имеет состав (CuOH)₂CO₃ и пористость ее меньше, чем у железа (продукт ржавчина Fe₂O₃·nH₂O), следовательно патина лучше защищает медь, чем ржавчина железо.

Деполяризация – ускорение коррозии. Различают водородную и кислородную.

1) Водородная деполяризация происходит в кислых средах (разбавленные кислоты HCl, H₂SO₄, HNO₃ и т.д.). При электрохимической коррозии, так как во многие металлы вводят лигирующие металлические добавки и за счет разности потенциалов образуются микрогальванические элементы, на катоде происходит восстановление среды, то есть восстановление водорода из кислоты:

К 2Н⁺ + 2ē  Н⁰₂ ,

а на аноде А окисление металла.

2) Кислородная деполяризация происходит в нейтральных и слабощелочных средах (рассматриваем атмосферную коррозию)

К 2Н₂О + + O₂ + 4ē  4ОН⁻ ,

А Fe⁰ - 2ē  Fe²⁺ окисление железа до Fe²⁺ в начале коррозии, только потом, со временем, происходит доокисление до Fe³⁺.

Продукт коррозии Fe(OH)₂ + O₂→ Fe(OH)₃ или Fe₂O₃·nH₂O бурая ржа.

ВЫВОД: коррозия (окисление) металла всегда анодный процесс, а на катоде происходит восстановление среды.

Многие концентрированные кислоты пассивируют (блокируют, резко уменьшают скорость коррозии) многие металлы. Так концентрированная серная кислота пассивирует железо: на поверхности образуется плотная тонкая пленка FeSO₄, которая препятствует проникновению серной кислоты.

Влияние водородного показателя на скорость коррозии.

График 1 для металлов Al, Zn, Sn, Pb. Эти металлы устойчивы в нейтральной среде за счет амфотерности (стоят между истинными металлами и неметаллами в таблице Менделеева) и продукты коррозии реагируют и с кислотами и со щелочами. Таким образом, необходимо подготавливать воду для работы с теплообменниками из алюминия (поправка: Al устойчив при рН=7; Pb при рН=8; Sn при рН=9; характер кривой тот же).

скорость V_КОР

коррозии

V_КОР

| |

0 7 pH 0 7 pH

График 1. График 2.

На графике 2 представлена кривая для железа: он устойчив в сильнощелочных средах.