Khimia / Химия / ХИМИЯ НОВЫЕ ЛАБЫ / лаба 14 / Коррозия
.docОсновные понятия:
Коррозией называют самопроизвольное разрушение металлов и сплавов под действием окружающей среды. Среда, в которой происходит разрушение, называется коррозийной. Химические соединения, образующиеся в результате коррозии, называют продуктами коррозии.
Так как самопроизвольно протекающий процесс коррозии сопровождается выделением энергии, он приводит к росту энтропии системы. Следовательно, коррозия – необратимый процесс. Причиной коррозии является термодинамическая неустойчивость металла в окружающей среде. В природе металлы находятся в окисленном состоянии. Получение металлов происходит с затратой энергии. Энергия, затраченная на получение металлов, накапливается в них в виде свободной энергии Гиббса и делает их химически активными. При коррозии энергия Гиббса высвобождается, т. е. процесс окисления металлов характеризуется уменьшением ΔG.
По механизму взаимодействия металла со средой различают следующие виды коррозии:
Химическая коррозия – разрушение металлов в результате действия на них окислителей (без участия электролитов).
Электрохимическая коррозия – разрушение металлов в результате действия микрогальванопар в среде электролита. При контакте двух металлов с разными потенциалами, а также в металлах с примесями, возникают среди электролита гальванопары, в которых анодные участки (металл с более отрицательным потенциалом) окисляются – разрушаются, а на катодных участках происходит восстановление Н2 или О2.
Восстановление Н2 или О2 на катодном участке возможно по следующим четырем реакциям:
Среда нейтральная или щелочная:
1) О2 + 2Н2О + 4е = 4ОН- 2) 2Н2О + 2е = Н2 + 2ОН-
Среда кислая:
3) О2 + 4Н+ + 4е = 2Н2О 4) 2Н+ + 2е = Н2
Для определения катодного процесса необходимо φМе анодного участка сравнить с φН2 и φО2:
Если φА<φН2 на катоде восстанавливается водород по уравнению 2 или 4.
Если φА>φН2, φА<φО2 на катоде восстанавливается кислород по уравнению 1 или3.
Атмосферная коррозия – протекает в результате различного доступа О2 к поверхности металла. Металлическая поверхность в ненастную погоду под действием капель дождя и О2 воздуха, проникающего к поверхности металла, подвергается коррозии.
Электрокоррозия – частный случай электрохимической коррозии, но причиной служат блуждающие токи.
Факторы, влияющие на электрокоррозию:
-
рН среды
-
состояние поверхности металла
-
соотношение количества О2 и Н2О
-
температура (через ΔG)
-
наличие постоянных ионов, которые могут либо активировать, либо замедлить коррозию
Способы защиты металла от коррозии:
-
Нанесение на поверхность металла защитного покрытия
-
Изменение структуры поверхности металла (оксидирование, фосфатирование)
-
Электрозащита
-
Протекторная защита
-
Ингибиторы