Пример 2.

Приведите схему коррозии цинка при нарушении защитного никелевого покрытия в кислой и нейтральной средах.

Решение.

При контакте двух металлов с разными значениями электродных потенциалов в среде электролита образуется микрогальваническая пара и протекает электрохимическая коррозия.

При электрохимической коррозии анодный процесс – это всегда окисление, разрушение металла. Из двух контактирующих металлов окисляется более активный металл, с меньшим значением электродного потенциала, по схеме:

M⁰  n = Mⁿ⁺.

Ионы металла переходят в раствор электролита, а в металле накапливается избыток электронов.

Катодный процесс протекает по-разному, в зависимости от pH среды:

1. В кислой среде обычно восстанавливаются ионы водорода по схеме

2H⁺ + 2 = H₂.

2. В нейтральной и щелочной средах восстанавливается кислород по схеме

O₂ + 2H₂O + 4 = 4OH^–.

Рассмотрим процесс коррозии цинка, покрытого никелем в кислой среде:

() A Zn  H₂SO₄  Ni K (+).

Анодом в этой паре будет цинк (E⁰_Zn = – 0,74 В, E⁰_Ni = – 0,25 В), он и будет окисляться, разрушаться:

анод (Zn) – Zn⁰  2 = Zn²⁺.

Никель является катодом, и, на нем в кислой среде восстанавливаются ионы водорода:

катод (Ni) – 2H⁺ + 2 = H₂,

Zn²⁺ + SO = ZnSO₄.

Аналогично протекает процесс коррозии в нейтральной среде. Отличие только в катодном процессе, т. к. в данном случае на катоде восстанавливается кислород:

Zn  O₂, H₂O  Ni ,

анод (Zn) – Zn⁰  2 = Zn²⁺,

катод (Ni) – O₂ + 2H₂O + 4 = 4OH^–,

Zn²⁺ + 2OH^– = Zn(OH)₂.

При микрогальванической коррозии металл катода не разрушается.

Пример 3.

Приведите пример анодной и катодной защиты железа от коррозии (метод металлических покрытий). Как будет протекать коррозия при нарушении целостности покрытия в кислой среде? Какое покрытие – анодное или катодное  более надежно защищает железо?

Решение.

Для защиты металлов от коррозии применяют различные виды покрытий, в том числе и металлические. Металлические покрытия могут быть анодными и катодными, в зависимости от того, анодом или катодом будет покрытие металла в микрогальванической паре.

Анодным покрытием на железе будет металл, стоящий в ряду напряжений левее, т. е. с меньшим значением электродного потенциала, например, марганец (E⁰_Mn = – 1,05 В, E⁰_Fe = – 0,44 В).

В технике в качестве анодного покрытия на железе используется цинк (оцинкованное железо). Составим схему коррозии оцинкованного железа в кислой среде:

Zn  HCl  Fe,

анод (Zn) – Zn⁰  2 = Zn²⁺,

катод (Fe) – 2H⁺ + 2 = H₂,

Zn²⁺ + 2Cl^– = ZnCl₂.

Чтобы покрытие было катодным, железо нужно покрыть металлом с большим значением электродного потенциала, например, оловом (железо луженое). Олово в паре с железом играет роль катода. Напишем схему коррозии луженого железа в кислой среде:

Zn  HCl  Sn,

анод (Fe) – Fe⁰ – 2 = Fe²⁺,

катод (Sn) – 2H⁺ + 2 = H₂,

Fe²⁺ + 2Cl^– = FeCl₂  FeCl₃.

Как видно из приведенных примеров, нарушение целостности покрытия анодного типа (оцинкованное железо), вызывает коррозию металла покрытия, поэтому основной металл не разрушается. Если же нарушается целостность покрытия катодного типа, то корродирует защищаемый металл. Следовательно, анодное покрытие более надежно, чем катодное.