9.8. Коррозия металлов

Коррозия – это разрушение металла в результате его физико-химического взаимодействия с окружающей средой. Это процесс самопроизвольный, идущий с уменьшением энергии Гиббса системы и выделением теплоты в окружающую среду. Коррозия приводит к большим потерям в результате разрушения трубопроводов, металлических частей машин, корпусов судов и другие. Безвозвратные потери металлов от коррозии составляют до 15% от ежегодного их выпуска.

По механизму протекания коррозионные процессы разделяют на химические и электрохимические.

Химическая коррозия характерна для сред, не проводящих электрический ток. При химической коррозии происходит прямое гетерогенное взаимодействие металла с окислителем окружающей среды. По условиям протекания коррозионного процесса различают: а) газовую коррозию – в газах и парах без конденсации влаги на поверхности металла, обычно при высоких температурах (например, окисления металла кислородом при высоких температурах); б) коррозию в неэлектролитах – агрессивных органических жидкостях, например, сернистая нефть.

Электрохимическая коррозия характерна для сред, имеющих ионную проводимость. При этом происходит анодное растворение металла и катодное восстановление окислителя. Электрохимическая коррозия может протекать: а) в электролитах (водных растворах солей, кислот, щелочей, морской воде); б) в атмосфере любого влажного газа, в почве.

Защиту металлов от коррозии проводят следующими методами: легирование металлов – введение легирующих добавок при плавлении (Mo, W, Gr, Ni и т.д.); нанесение защитных покрытий

а) металлических: цинк, алюминий, никель, латунь и т.д.;

б) неметаллических: лаки, краски, полимеры; электрохимическая защита, то есть, присоединением протектора к защищаемой поверхности (протектор растворяется), а так же катодной и анодной поляризацией за счет извне приложенного тока; изменение свойств коррозионной среды, снижением концентрации компонентов, опасных в коррозионном отношении. Например, для удаления растворенного кислорода проводят деаэрацию (кипячение, барботаж инертного газа); рациональное конструирование изделий. Например, уменьшением числа сварных швов, узких щелей, контактов разнородных по электродным потенциалам металлов.

Вопросы для самоконтроля:

1. Что такое электрохимия?

2. Что представляют собой проводники 1-го рода?

3. Что представляют собой проводники 2-го рода?

4. Что называют гальваническим элементом?

5. Как происходит возникновение двойного электрического слоя на границе проводников 1-го и 2-го рода?

6. Каково возникновение электродного потенциала?

7. Каково устройство и работа гальванического элемента Даниэля-Якоби?

8. Что такое стандартный электродный потенциал? Каково аналитическое выражение уравнения Нернста?

9. Что представляет собой ЭДС гальванических элементов?

10. Как можно провести классификацию электродов?

11. Что такое поляризация и перенапряжение?

12. Что называют электролизом?

13. Какие процессы электролиза проходят в расплавах электролитов?

14. Какие процессы электролиза проходят в растворах электролитов?

15. Как формулируется первый и второй законы Фарадея?

16. Что такое выход по току?

17. Что называют коррозией?

18. Что представляет собой химическая коррозия?

19. Что представляет собой электрохимическая коррозия?

20. Каковы методы защиты от коррозии?

Вопросы для самостоятельной работы:

1. Классификация электродов.

2. Электролиз. Законы Фарадея.

3. Виды коррозии металлов и способы защиты от нее.

Литература:

1. Коровин Н.В. Общая химия. - М.: Высш. шк. – 1990, 560 с.

2. Глинка Н.Л. Общая химия. – М.: Высш. шк. – 1983, 650 с.

3. Глинка Н.Л. Сборник задач и упражнений по общей химии. – М.: Высш. шк. – 1983, 230 с.

4. Ахметов Н.С. Общая и неорганическая химия. М.:Высшая шк. – 2003, 743 с.

5. Угай Я.А. Общая и неорганическая химия. - М.: Высш. шк. – 1997, 550 с.

165