1.1 Водородная деполяризация

Если катодным деполяризатором являются водородные ионы, то поляризация вследствие замедленности процесса

называется перенапряжением водорода и обозначается . Абсолютная величина перенапряжения ионизации водорода равна электрохимической поляризации катода.

При малых плотностях катодного тока

, (6.8)

где - перенапряжение водорода; - катодная плотность тока; - постоянная; - потенциал поляризованного катода в растворе; - обратимый (стандартный) потенциал водородного электрода в данном растворе.

При больших плотностях тока перенапряжение водорода может быть представлено уравнением Тафеля

, (6.9)

где , ,

где α – коэффициент переноса; n – число электронов, участвующих в реакции.

Концентрационная поляризация для коррозии металлов с водородной деполяризацией, как правило, очень мала.

1.2 Кислородная деполяризация

Поляризация вследствие замедленности реакций

– в нейтральных и щелочных средах:

– в кислых растворах:

называется перенапряжением ионизации кислорода, абсолютную величину которого обозначают

При малых плотностях катодного тока , (6.10)

где – постоянная, зависящая от материала и состояния поверхности катода, температуры и т.д; - катодная плотность тока; – перенапряжение ионизации кислорода; - потенциал поляризованного катода в растворе; - обратимый (стандартный) потенциал кислородного электрода в данном растворе.

При больших плотностях тока и высокой скорости подвода кислорода к катоду

, (6.11)

где – постоянная, зависящая от материала и состояния поверхности катода, температуры и др.; , где – коэффициент переноса.

Для коррозии металлов с кислородной деполяризацией концентрационная поляризация весьма существенна из-за замедленности диффузии кислорода к катодной поверхности. Значение поляризации можно рассчитать по уравнению

, (6.12)

где и – концентрация кислорода у поверхности катода и в объеме раствора соответственно; = 4, число электронов участвующих в катодном процессе.

Зависимость этого вида поляризации от плотности тока выражается уравнением

, (6.13)

где – предельная диффузионная плотность тока по кислороду формулы (6.8, 6.9); - катодная плотность тока, А/см²; n = 4.

2 Анодная поляризация

Для анода . Анодная поляризация может быть обусловлена следующим:

– поляризация вследствие ионизации металла (перенапряжение ионизации металла), так называемая электрохимическая поляризация, вызванная замедленностью процесса

Перенапряжение ионизации в этом случае может быть рассчитано по формулам

, (6.14)

или в виде , (6.15)

, .

Поляризация анода , где а₁ и – постоянные. В координатах эта зависимость дает прямую ; – отрезок, отсекаемый прямой по оси y при . По опытному значению коэффициента “b” можно рассчитать число электронов, принимающих участие в элементарной электродной реакции, а по величине “a” – ток обмена i₀ электродной реакции.

Зависимость (6.10) можно представить в виде

. (6.16)

– поляризация вследствие замедленности отвода ионов металла от поверхности металла в объем раствора (концентрационная поляризация анода). Ее значение может быть рассчитано по уравнениям

, (6.17)

где (а_Meⁿ⁺)_об и (а_Meⁿ⁺)_пов – активность ионов металла в объеме раствора и у поверхности анода соответственно.

. (6.18)

– поляризация вследствие возникновения анодной пассивности (образование первичных защитных пленок), что сопровождается резким падением плотности тока и смещением потенциала анода в положительную сторону.