Корозія металів

Корозія − це процес руйнування металів у результаті хімічної чи електрохімічної взаємодії їх з навколишнім середовищем.

При електрохімічній корозії на поверхні металу одночасно протікають два процеси:

анодний — окиснення металу

Ме° - пē = Меⁿ⁺

катодний — відновлення іонів водню

2Н⁺ + 2ē =Н₂

або молекул кисню, розчиненого у воді,

О₂+ 2Н₂О + 4ē=4 ОН^-.

Іони або молекули, що відновлюються на катоді, називаються деполяризаторами. При атмосферній корозії — корозії у вологому повітрі за кімнатної температури − деполяризатором є кисень.

Приклад 1. Як відбувається корозія цинку, що перебуває в контакті з кадмієм у нейтральному і кислому розчинах. Складіть електронні рівняння анодного й катодного процесів. Який склад продуктів корозії?

Розв'язання. Цинк має більш неґативний потенціал (-0,763 В) ніж кадмій (-0,403 В), тому він є анодом, а кадмій − катодом.

Анодний процес:

Zn -2ē=Zn²⁺,

катодний процес:

у кислому середовищі 2Н⁺ + 2ē =Н₂ ,

у нейтральному середовищі О₂ +Н₂О +2ē=2 ОН^-.

Іони Zn²⁺ з гідроксильною групою утворюють нерозчинний гідроксид, який буде продуктом корозії Zn(OH)₂.

Контрольні запитання

221. Як відбувається атмосферна корозія лудженого й оцинкованого заліза при порушенні покриття? Складіть електронні рівняння анодного і катодного процесів.

222. Мідь не витісняє водень з розведених кислот. Чому? Однак, якщо до мідної пластинки, опущеної в кислоту, доторкнутися цинковою, то на міді починається бурхливе виділення водню. Дайте цьому пояснення, склавши електронні рівняння анодного і катодного процесів. Напишіть рівняння хімічної реакції, що протікає.

223. Як відбувається атмосферна корозія лудженого заліза і лудженої міді при порушенні покриття? Складіть електронні рівняння анодного і катодного процесів.

224. Якщо пластинку з чистого цинку опустити в розведену кислоту, то виділення водню, що починається, незабаром майже припиняється. Однак при дотику до цинку мідною паличкою на останній починається бурхливе виділення водню. Дайте цьому пояснення, склавши електронні рівняння анодного і катодного процесів. Напишіть рівняння хімічної реакції, що протікає.

225. У чому сутність протекторного захисту металів від корозії? Наведіть приклад протекторного захисту заліза в електроліті, що містить розчинений кисень. Складіть електронні рівняння анодного і катодного процесів.

226. Залізний виріб покрили нікелем. Яке це покриття — анодне чи катодне? Чому? Складіть електронні рівняння анодного і катодного процесів корозії цього виробу при порушенні покриття у вологому повітрі й у хлороводневій (соляній) кислоті. Які продукти корозії утворяться в першому й у другому випадках?

227. Складіть електронні рівняння анодного і катодного процесів з кисневою і водневою деполяризацією при корозії пари магній — нікель. Які продукти корозії утворяться в першому і в другому випадках?

228. У розчин хлороводневої (соляної) кислоти помістили цинкову пластинку і цинкову пластинку, частково покриту міддю. У якому випадку процес корозії цинку відбувається інтенсивніше? Відповідь мотивуйте, склавши електронні рівняння відповідних процесів.

229. Чому хімічно чисте залізо більш стійке до корозії, ніж технічне залізо? Складіть електронні рівняння анодного і катодного процесів, що відбуваються при корозії технічного заліза у вологому повітрі й у кислому середовищі.

230. Яке покриття металу називається анодним і яке — катодним? Назвіть кілька металів, що можуть слугувати для анодного і катодного покриття заліза. Складіть електронні рівняння анодного і катодного процесів, що відбуваються при корозії заліза, покритого міддю, у вологому повітрі й у кислому середовищі.

231. Залізний виріб покрили кадмієм. Яке це покриття — анодне чи катодне? Чому? Складіть електронні рівняння анодного і катодного процесів корозії цього виробу при порушенні покриття у вологому повітрі й у хлороводневій (соляній) кислоті. Які продукти корозії утворяться в першому й у другому випадках?

232. Залізний виріб покрили свинцем. Яке це покриття — анодне чи катодне? Чому? Складіть електронні рівняння анодного і катодного процесів корозії цього виробу при порушенні покриття у вологому повітрі й у хлороводневій (соляній) кислоті. Які продукти корозії утворяться в першому й у другому випадках.

233. Дві залізні пластинки, частково покриті одна оловом, друга міддю, знаходяться у вологому повітрі. На якій з цих пластинок швидше утвориться іржа? Чому? Складіть електронні рівняння анодного і катодного процесів корозії цих пластинок. Який склад продуктів корозії заліза?

234. Який метал краще вибрати для протекторного захисту від корозії свинцевої оболонки кабелю: цинк, магній чи хром? Чому? Складіть електронні рівняння анодного і катодного процесів атмосферної корозії. Який склад продуктів корозії?

235. Якщо опустити в розведену сірчану кислоту пластинку з чистого заліза, то виділення на ній водню проходить повільно і згодом майже припиняється. Однак, якщо цинковою паличкою доторкнутися до залізної пластинки, то на останній починається бурхливе виділення водню. Чому? Який метал при цьому розчиняється? Складіть електронні рівняння анодного і катодного процесів.

236. Цинкову і залізну пластинки опустили в розчин сульфату міді. Складіть електронні й іонно-молекулярні рівняння реакцій, що відбуваються на кожній з цих пластинок. Які процеси будуть проходити на пластинках, якщо зовнішні кінці їх з'єднати провідником?

237. Як впливає рН середовища на швидкість корозії заліза і цинку? Чому? Складіть електронні рівняння анодного і катодного процесів атмосферної корозії цих металів.

238. У розчин електроліту, що містить розчинений кисень, опустили цинкову пластинку і цинкову пластинку, частково покриту міддю. У якому випадку процес корозії цинку проходить інтенсивніше? Складіть електронні рівняння анодного і катодного процесів.

239. Складіть електронні рівняння анодного і катодного процесів з кисневою і водневою деполяризацією при корозії пари алюміній — залізо. Які продукти корозії утворяться в першому й у другому випадках?

240. Як протікає атмосферна корозія заліза, покритого шаром нікелю, якщо покриття порушене? Складіть електронні рівняння анодного і катодного процесів. Який склад продуктів корозії?

Література: [1, с. 223-234; 2, с. 535-543; 3, с. 462-473].

ТАБЛИЦЯ ВАРІАНТІВ

Номер варіанту	Номери задач, які відповідають даному завданню
1	2
1	1, 21, 41, 61,81, 101, 121, 141, 161 181, 201, 221
2	2, 22, 42, 62, 82, 102, 122, 142, 162 182, 202, 222
3	3, 23, 43, 63, 83, 103, 123, 143, 163 183, 203, 223
4	4, 24, 44, 64, 84, 104, 124, 144, 164 184, 204, 224
5	5, 25, 45, 65, 85, 105, 125, 145, 165 185, 205, 225
6	6, 26, 46, 66, 86, 106, 126, 146, 166 186, 206, 226
7	7, 27, 47, 67, 87, 107, 127, 147, 167 187, 207, 227
8	8, 28, 48, 68, 88, 108, 128, 148, 168 188, 208, 228
9	9, 29, 49, 69, 89, 109, 129, 149, 169 189, 209, 229
10	10, 30, 50, 70, 90, 110, 130, 150, 170 190, 210, 230
11	11, 31, 51, 71, 91, 111, 131, 151, 171 191, 211, 231
12	12, 32, 52, 72, 92, 112, 132, 152, 172 192, 212, 232
13	13, 33, 53, 73, 93, 113, 133, 153, 173 193, 213, 233
14	14, 34, 54, 74, 94, 114, 134, 154, 174 194, 214, 234
15	15, 35, 55, 75, 95, 115, 135, 155, 175 195, 215, 235
16	16, 36, 56, 76, 96, 116, 136, 156, 176 196, 216, 236
Продовження таблиці варіантів
1	2
17	17, 37, 57, 77, 97, 117, 137, 157, 177 197, 217, 237
18	18, 38, 58, 78, 98, 118, 138, 158, 178 198, 218, 238
19	19, 39, 59, 79, 99, 119, 139, 159, 179 199, 219, 239
20	20, 40, 60, 80, 100, 120, 140, 160, 180 200, 220, 240
21	2, 21, 43, 64, 85, 106, 127, 148, 169 189, 203, 224
22	4, 22, 44, 65, 86, 107, 128, 149, 170 190, 204, 225
23	5, 23, 45, 66, 87, 108, 129, 150, 171 191, 205, 226
24	6, 24, 46, 67, 88, 109, 130, 151, 172 192, 206, 227
25	7, 25, 47, 68, 89, 110, 131, 152, 173 193, 207, 228
26	8, 26, 48, 69, 90, 111, 132, 153, 174 194, 208, 229
27	9, 27, 49, 70, 91, 112, 133, 154, 175 195, 209, 230
28	10, 28, 50, 71, 92, 113, 134, 155, 176 196, 210, 231, 252
29	11, 29, 51, 72, 93, 114, 135, 156, 177 197, 211, 232
30	12, 30, 52, 73, 94, 115, 136, 157, 178 198, 212, 233