Корозія металів

Корозія – це процес руйнування металів, що протікає самодовільно, в результаті хімічної або електрохімічної взаємодії їх з навколишнім середовищем.

При електрохімічній корозії на поверхні металу одночасно протікають два процеси: анодний – окислювання металу: Me⁰ – ne^– = Meⁿ⁺ і катодний – відновлення іонів водню: 2H⁺ + 2e⁻ = H₂⁰ або молекул кисню, розчиненого у воді: O₂ + 2Н₂O + 4е⁻ = 4OН⁻.

Іони або молекули, що відновлюються на катоді, називаються деполяризаторами. При атмосферній корозії – корозії у вологому повітрі при кімнатній температурі – деполяризатором є оксиген.

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

Рішення. Цинк має більш негативний електродний потенціал (–0,763В), ніж кадмій (–0,403В), тому він є анодом, а кадмій – катодом. Анодний процес: Zn⁰ – 2e⁻ = Zn²⁺; катодний процес: 2H⁺ + 2e⁻ = H₂⁰ (у кислому середовищі) і O₂ + 2Н₂O + 4е⁻ = 4OН (у нейтральному середовищі).

Оскільки іони Zn²⁺ з гідроксильною групою утворюють нерозчинний гідроксид, то продуктом корозії буде Zn(OH)₂.

Контрольні питання

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

282. Мідь не витісняєводеньз розведених кислот. Чому? Однак якщо до пластинки з міді, зануреної 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.

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

284. Якщо пластинку з чистого цинку опустити в розведену кислоту, то виділення водню, 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.

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

286. Залізний виріб покрили нікелем. Яке це покриття анодне, або 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 і в другому випадках?

287. 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?

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

289. Чому хімічно чистий залізо є більш стійким проти корозії, чим технічний залізо? Складіть електронні рівняння анодного і катодного процесів, що відбуваються при корозії технічного заліза у вологому повітрі й у кислому середовищі.

290. Яке покриття металу називається анодним, а яке катодним? Назвіть кілька металів, що можуть служити 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.

291. Виріб з заліза покрили кадмієм. Яке це покриття анодне, або катодне. Чому? Складіть електронні рівняння анодного і катодного процесів корозії цього виробу при порушенні покриття у вологому повітрі й у соляній кислоті. Які продукти корозії утворяться в першому і у другому випадках?

292. Виріб з заліза покрили свінцем. Яке це покриття анодне, або катодне? Чому? Складіть електронні рівняння анодного і катодного процесів корозії цього виробу при порушенні покриття у вологому повітрі й у соляній кислоті. Які продукти корозії утворяться в першому і в другому випадках?

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

294. Який метал краще вибрати для протекторного захисту від корозії оболонки кабелю яка виконана зі свинцю: цинк, магній або хром? Чому? Складіть електронні рівняння анодного і катодного процесів атмосферної корозії. Який склад продуктів корозії?

295. Якщо опустити в розведену сульфатну кислоту пластинку з чистого заліза, то виділення на ній водню йде 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.

296. Пластинки з цинку та заліза 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 їх зовнішні кінці з’єднати провідником?

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

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

299. Складіть електронні рівняння анодного і катодного процесів з кисневою і водневою деполяризацією при корозії пари алюміній – залізо. Які продукти корозії утворюються в першому і в другому випадках?

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