У слабокислому середовищі при наявності розчиненого кисню протікає на поверхні менш активного металу реакція:

О₂+ 4ē + 4Н⁺= 2Н₂О

Таким чином, у випадку електрохімічної корозії працює гальванічний елемент, анодом якого є метал, а катодом – водневий або кисневий електрод.

Швидкість корозії залежить як від різниці в активності металів, так і від концентрації йонів в розчині. Ці величини входять у рівняння Нернста.

Рівняння Нернста (1889) співвідносить електродні потенціали із значеннями стандартних електродних потенціалів, якщо, як це частіше буває, активність йонів металу не дорівнює одиниці. Рівняння має вигляд:

Е = Е⁰ + lg,

де Е– електродний потенціал металу при будь-якій концентрації (активності) йонів металу;Е⁰ – стандартний електродний потенціал;R– універсальна газова стала;Т – температура;n – заряд йона металу;F– стала Фарадея; – активність йонів металу у розчині, моль/л.

Величина потенціалів водневого ( φ _2Н+/Н ) та кисневого (φ _ОН¯/НО) електродів залежить від pH.

Рівняння Нернста для водневого електрода, як було вказано вище, запишеться у вигляді:

φ _Н+/Н = φ° _Н+/Н + C _Н+

Оскільки φ° _2Н+/Нрівне нулю, то провівши відповідні обчислення, отримаємо:

φ _2Н+/Н= – 0,059pH,

а для кисневого електрода:

φ _ОН¯/НО =1,23 – 0,059pH.

У зв'язку з цим, кородувати з водневою деполяризацією будуть метали, в яких електродний потенціал:

φ Ме ⁿ⁺/Me < – 0,59 pH,

а в нейтральному середовищі (при pH=7 ):

φМеⁿ⁺/Me< – 0,59·7≈– 0,413 В.

А у випадку кисневої деполяризації:

φ Ме ⁿ⁺/Me= 1,23 – 0,059·7 = 0,817 В.

Таким чином метали з стандартним потенціалом більше 0,817 В можуть бути корозійно стійкими.

У відповідності з розглянутими раніше механізмами корозію металів можна загальмувати зміною потенціалу металу, пасивацією металу, зниженням концентрації окисника, ізоляцією поверхні металу від окисника, зміною складу металу та ін. Вибір способу визначається його ефективністю, а також економічною доцільністю. Всі методи захисту умовно поділяють на наступні групи:

а) легування металів;

б) захисні покриття ( металічні і неметалічні );

в) електрохімічний захист;

г) зміна властивостей корозійного середовища;

д) раціональне конструювання виробів.

Однією з форм захисту від корозії є покриття поверхні металу більш активним металом (протекторний захист). При пошкодженні виробу утворюється гальванічний елемент, анодом якого є більш активний метал, який окиснюється і переходить в розчин (кородує). В цьому випадку основний метал буде катодом і не руйнується. Потенціали металів залежать від складу і концентрації розчинів, тому при зміні складу розчину може змінюватись і характер покриття. Так, покриття сталі оловом в розчиніH₂SO₄– катодне, а в розчині органічних кислот – анодне.

Зміна концентрації електроліту теж впливає на зміну швидкості корозії і, відповідно, на ефективність протекторного захисту.

Хід роботи

1 Вивчення протекторної дії різних металів

В стакан наливають 500 мл дистильваної води і 10 крапель червоної кров’яної солі. Розчин розмішують і розливають порівну в три кювети. В кожну з них занурюють пластину, попередньо зачищену наждачним папером, промиту водою і витерту фільтрувальним папером. Через деякий час (5 – 10 хвилин) на пластинах з’являються сині плями. На пластинах, які захищені протектором, таких плям мало, або їх зовсім немає.

2 Визначення радіусу дії протекторів

В кювету наливають по черзі розчини натрій хлориду різних концентрацій, добавляють декілька крапель червоної кров’яної солі і занурюють стальну пластину, з’єднану з тим металом, який в попередньому досліді проявив протекторну дію. Через 10 – 15 хвилин за допомогою лінійки визначають віддаль від місця контакту протектора з пластиною до найближчої плями на ній. Аналогічний дослід проводять з розчинами хлориду натрію інших концентрацій, а також з дистильованою та водогінною водою.

Результати вимірів записують в таблицю 1.1 і будують графік залежності радіусу захисної дії металу від концентрації розчину електроліту. Визначають максимальний радіус протекторної дії.

Таблиця 1.1 – Радіус захисної дії протектора

№ розчинів	Розчин	Радіус захисної дії протектора, см
1	0,1%
2	0,2%
3	0,3%
4	1,5%
5	водогінна вода
6	дист. вода