- •Введение
- •1. Растворы электролитов
- •1.1. Основные положения теории электролитической диссоциации с.Аррениуса
- •1.2. Механизмы образования растворов электролитов
- •1.3. Электропроводность растворов электролита
- •1.4. Электродный потенциал и его возникновение
- •Контрольные вопросы
- •Примеры решения задач
- •Задачи для самостоятельной работы:
- •2. Гальванический элемент
- •2.1. Общие понятия о работе гальванического элемента
- •2.2. Стандартный электродный потенциал
- •2.3. Ряд стандартных электродных потенциалов металлов
- •2.4. Поляризация и перенапряжение
- •2.5. Термодинамика обратимых электрохимических систем
- •2.6. Классификация электродов
- •2.7. Электрохимические цепи
- •Контрольные вопросы
- •Примеры решения задач
- •Задачи для самостоятельной работы:
- •3. Электролиз
- •3.1. Сущность электролиза
- •3.2. Электрохимическая система (ячейка)
- •3.3. Электролиз водных растворов
- •3.4. Поляризация электродов в процессе электролиза
- •3.5. Напряжение разложения. Явление перенапряжения
- •3.6. Электролиз органических соединений
- •3.7. Законы электролиза. Выход по току
- •3.8. Применение электролиза
- •Контрольные вопросы
- •Примеры решения задач
- •Задачи для самостоятельной работы:
- •4. Коррозия металлов
- •4.1. Классификации коррозионных процессов
- •4.2. Химическая коррозия
- •4.2.1. Взаимодействие с кислородом
- •4.2.2. Факторы, влияющие на скорость химической коррозии
- •4.2.3. Коррозия металлов в жидкостях – неэлектролитах
- •4.2.4. Сероводородная коррозия
- •Водородное охрупчивание металла
- •4.3. Электрохимическая коррозия (микрогальванокоррозия)
- •4.3.1. Условия протекания электрохимической коррозии
- •4.3.2. Диаграмма Пурбэ
- •4.3.3. Атмосферная коррозия металлов
- •4.3.4. Коррозия в морской воде
- •4.3.5. Подземная коррозия трубопроводов
- •4.4. Биохимическая коррозия
- •4.5. Коррозия блуждающими токами
- •4.6. Поляризация электродных процессов при коррозии
- •4.7. Защита металлов от коррозии
- •4.7.1. Легирование
- •4.7.2. Защитные покрытия
- •Методы борьбы с подземной коррозией
- •4.7.3. Металлические защитные покрытия
- •4.7.4. Электрохимическая защита
- •Методы борьбы с блуждающими токами
- •4.7.5. Ингибиторы коррозии металлов
- •4.7.6. Способы защиты от коррозии в морской воде
- •Контрольные вопросы
- •Примеры решения задач
- •Задачи для самостоятельной работы:
- •Тесты для самостоятельного решения
- •Перенапряжение катодного восстановления водорода и некоторых металлов из водных растворов при 25 0с
- •Значения фактора Пиллинга-Бэдвордса для некоторых металлов
4.6. Поляризация электродных процессов при коррозии
Потенциал каждого электрода, а следовательно, и их разность изменяются, когда через электроды проходит постоянный электрический ток. Такое явление объясняется тем, что прохождение через электролит тока неизбежно приводит к изменению условий на электроде в связи с протеканием реакции, скорость которой пропорциональна силе тока. Так как скорость поступлений реагирующего вещества или отвода образующегося вещества не равна скорости реакции, будет наблюдаться отклонение потенциала от его начального значения. Это явление называется поляризацией. Причины поляризации могут быть различными. Поляризация, связанная с изменением концентрации ионов металла, водорода или свободного кислорода в приэлектродном слое, называется концентрационной. В большинстве случаев коррозионного процесса поляризация является тормозящим процессом, устанавливающим определенную конечную скорость. Так, при анодной поляризации, когда происходит растворение металла, а скорость отвода ионов металла отстает от реакции растворения, в приэлектродном слое накапливаются положительные ионы металла и потенциал анода смещается в сторону более положительных значений. Катодный процесс поглощения электронов отстает от поступления их на катод, что приводит к увеличению отрицательного заряда на поверхности электрода и делает потенциал катода более отрицательным. Измерения показывают, что протекание электрического тока в гальваническом элементе приводит к изменению электродных потенциалов катода и анода. Относительно соответствующих обратимых равновесных значений потенциалов потенциал анода при прохождении через него тока становится положительнее, а потенциал катода – отрицательнее: разность потенциалов уменьшается
|
φ’а = φа – ΔЕа, φ’к = φк – ΔЕк, |
(4.24) (4.25) |
где φ’аи φ’к– эффективные потенциалы анода и катода, устанавливающиеся при данном значении тока.
Изменение потенциала электрода, связанное с прохождением через него тока, относительного равновесного значения окислительно-восстановительного потенциала электрохимической системы в данных условиях называют поляризацией электрода (ΔЕаили ΔЕк).
Причиной анодной поляризации (отставания процесса выхода ионов металла в электролит от движения электронов с анодных участков на катодные) является замедленность:
1) анодной реакции коррозии металла, зависящей от энергии активации этой реакции;
2) диффузии ионов металла от поверхности в объем раствора, что приводит к возникновению концентрационной поляризации анода;
3) анодной реакции поляризации металла при анодной пассивности (образовании на поверхности металла адсорбционных защитных пленок).
К причинам катодной поляризации (отставания процесса соединения электронов от количества их поступления на катодные участки) относят замедленность:
1) катодной деполяризации, определяемой энергии активации этой реакции;
2) диффузии деполяризатора из объема электролита к катодной поверхности.
4.7. Защита металлов от коррозии
Борьба с коррозией металлов является одной из важнейших технических проблем. Защита металлов от коррозионного разрушения состоит из комплекса мероприятий по увеличению работоспособности и надежности машин, конструкций, оборудования в данной среде. Все методы защиты условно можно разделить на следующие группы: а) легирование металлов; б) защитные покрытия – металлические и неметаллические; в) электрохимическая защита; г) изменение свойств коррозионной среды.