Коррозия – это самопроизвольный процесс разрушения металлов под действием окружающей среды.
По механизму протекания коррозионного процесса различают химическую и электрохимическую коррозию.
Химическая коррозия – это разрушение металла в результате химического взаимодействия с окружающей средой. Она характерна для сред, не проводящих электрический ток. По условиям протекания коррозионного процесса различают: а) газовую коррозию – взаимодействие металла при высоких температурах с активным газообразными средами O2, H2S, SO2, галогены и др.; б) коррозия в неэлектролитах – агрессивных органических жидкостях, таких, как нефть, нефтепродукты и др. Химическая коррозия встречается сравнительно редко и скорость ее невелика.
Электрохимическая коррозия – это разрушение металла под действием окружающей среды в результате возникновения гальванических пар. Множество микрогальванических пар возникает при контакте различных металлов в среде любого электролита, при наличии примесей в металле, при контакте металла с раствором электролита с различной концентрацией в разных точках раствора, при неоднородных механических напряжениях металла.
При электрохимической коррозии процесс взаимодействия металла с окислителем окружающей среды включает два взаимосвязанных процесса:
а) анодное окисление более активного металла:
Me0 — n
® Men+
б) катодное восстановление окислителя окружающей среды:
— в кислой среде на поверхности катода будут восстанавливаться ионы Н+ и выделяться водород:
2Н+ + 2 ® Н2
— в нейтральной и щелочной средах на поверхности катода будет восстанавливаться молекулярный кислород с образованием гидроксид-ионов:
О2 + 2Н2О + 4 ® 4ОН–
Кроме анодных и катодных реакций при электрохимической коррозии происходит длвижение электронов в металле с анодных участков на катодные и движение ионов в электролите. Электролитами могут быть растворы солей, кислот и оснований, морская вода, почвенная вода, вода атмосферы, содержащая CO2, SO2, O2 и другие газы.
Для защиты металлов от коррозии используют различные методы: 1) защитные покрытия (металлические и неметаллические); 2) электрохимическую защиту; 3) легирование металлов; 4) изменение свойств коррозионной среды.
Пример. Хром находится в контакте с медью. Какой из металлов будет окисляться при коррозии? Приведите схемы электрохимической коррозии этой пары металлов в кислой среде (HCl) и атмосфере влажного воздуха.
Решение. Исходя из положения металлов в ряду стандартных электродных потенциалов, хром более активный металл и в образующейся гальванической паре будет анодом, а медь — катодом. Хром будет окисляться, а на поверхности меди в кислой среде будет выделяться водород, в атмосферной среде – гидроксид-ионы. Ионы Cr3+, образующиеся в результате коррозии хрома, в кислой среде образуют с ионами Cl– хлорид хрома CrCl3, в атмосфере – гидроксид хрома Cr(OH)3.
Схема коррозии
в среде HCl в атмосфере влажного воздуха
А(–): Cr — 3 ® Cr3+ 2 А(–): Cr — 3 ® Cr3+ 2 А(–): Cr — 3 ® Cr3+ 4
К(+): 2H+ + 2 ® H2 3 К(+): O2 + 2H2O + 4 ® H2 3 К(+): O2 + 2H2O + 4 ® 4OH– 3
2Cr + 6H+ ® 2Cr3+ + 3H2 4Cr + 3O2 + 6H2O ® 4Cr3+ + 12OH–
2Cr + 6HCl ® 2CrCl3 + 3H2 4Cr + 3O3 + 6H2O ® 4Cr(OH)3
Ваша оценка?
