Б) Кислородная деполяризация (перенапряжение кислорода)

Процесс кислородной деполяризации обычно значительно тормозится переносом кислорода к катоду – концентрационной деполяризацией по кислороду. В случае перемешивания раствора торможение в результате перенапряжения реакции ионизации кислорода на данном материале катода имеет сущ. значение для кислородной деполяризации.

Стадии протекания:

- растворение О₂ воздуха в эл-те;

- перенос О₂ в объеме электролита ( конвекция или перемешивание);

- диффузионный перенос О₂ в диффузионном слое к катодным участкам металла;

- ионизация кислорода;

- диффузия и перенос ионов ОН от катода вглубь ра-ра.

ή О₂ = ЕО₂ - ЕО₂ обр

ή О₂ зависит от ί _к , материала катода и состояния его поверхности, темп. и др.

2.9. Поляризационные кривые

Кривые, которые отображают изменение потенциала при прохождении тока, или, напротив, изменение тока с изменением потенциала, называют поляризационными кривыми (анодными или катодными).

Рис.1 Поляризационная кривая для процесса оксигенно-гидрогенной деполяризации (зависимость электродного потенциала Е от плотности тока і ).

Общий вид поляризационной кривой в координатах Е- і представленный на рис.1. Участок АВС отвечает восстановлению О₂, отрезок СК - точке определения предельного диффузионного тока i_диф. Отрезок СК характеризует восстановление О₂ на предельном диффузионном токе.

По достижении предельного тока (точка K на рис. 1) процесс катодной деполяризации будет тормозиться только из-за концентрационных затруднений. В этом случае поляризационная кривая пойдет вверх пока не будет достигнут потенциал какого-то нового процесса на катоде. Участок КDF отвечает общему процессу восстановления О₂ и выделения Н₂ .

Величина предельного тока может быть существенно повышена интенсивным перемешиванием растворов, аэрацией, введением в электролит окислителей, которые легко восстанавливаются на катоде (Н₂О₂, (NH₄)₂ S₂O₈), или переносчиков оксигена (Fe³⁺ — Fe²⁺, Сu²⁺— Сu⁺), которые выступают в роли деполяризаторов (вещества, которые уменьшают поляризацию):

Fe³⁺ + е^- ↔ Fe²⁺.

Анализируя состояние коррозийной системы с помощью диаграмм

lg і = f(E), можно определить, как необходимо изменить потенциал корродирую-

щего металла, чтобы ускорить или затормозить коррозию.

Рис. 6. Потенциостатическая анодная поляризационная кривая:

1 — область активного растворения металла; 2—активно-пассивное состояние металла; 3—пассивное состояние металла; 4—наруше­ние пассивного состояния металла; (а —питтингообразование, 6 — перепассивация) (E _н.п. и і _н.п. — потенциал и ток начала пассивации; E_n.п. и і_п.п. — потенциал и ток полной пассивации; Е_пит. —потенциал питтингообразования; Е_пер. — потенциал перепассивации).

Скорость анодных реакций может уменьшаться из-за замед­ленности перехода металла в рас­твор в виде ионов (перенапря­жение ионизации металла) или в результате замедленности диффузии их в глубь раствора от поверхности. Причиной анодной поля­ризации может быть также образование защит­ных пленок на металле при его взаимодействии с компонентами электролита. В этом случае растворе­ние металла сильно уменьшается и потенциал метал­ла сдвигается в сторону положительных значений.

Различают несколько областей потенциалов, в ко­торых протекает анодная реакция коррозионного про­цесса (рис. 6). Участок 1а анодной поляризационной кривой отвечает активному состоянию металла. Особенностью анодных реакций коррозионного процесса в области активного растворения является то, что они состоят из нескольких стадий, в которых принимают участие компоненты раствора.