Глава 13. Коррозия металлов

После изучения этой темы вы должны знать:

• понятия: коррозия металлов и ее виды (химическая и электрохимическая).

• химизм электрохимической коррозии

• способы защиты металлов от коррозии

Коррозия – самопроизвольно протекающий необратимый процесс разрушения металлов вследствие химического или электрохимического взаимодействия с окружающей средой:

Ме + окислитель (среды)  Меⁿ⁺ + ne

По механизму коррозионного процесса выделяют два основных типа коррозии:

1.Химическая коррозия – окисление металлов в среде неэлектролитов. Она включает в себя:

- газовую коррозию, протекающую при высокой температуре в среде агрессивных газов (SO₂, Cl₂, F₂, O₂, NO₂ и др.);

- жидкостную коррозию, протекающую под действием жидких неэлектролитов (нефть, бензин, керосин, смазочные масла и др.)

2.Электрохимическая коррозия – окисление металлов в среде электролита. Она включает в себя:

• гальванокоррозию – окисление металлов вследствие образования гальванической пары;

• электрокоррозию, протекающую под воздействием электрического тока от внешнего источника (блуждающие токи).

Наиболее распространена гальванокоррозия. Гальванокоррозия может возникать при нарушении гальванического покрытия в агрессивной среде, например влажном воздухе или в кислой среде.

Механизм электрохимической коррозии

Анодный процесс- процесс окисления. Анодом является более активный металл (с более низким электродным потенциалом), который и будет окисляться.

Катодный процесс- процесс восстановления. Катодом может служить менее активный металл (с более высоким электродным потенциалом) или графит.

На катоде восстанавливается растворенный в воде кислород:

К: О₂+ 4е+2Н₂О  4ОН^- в нейтральных и щелочных средах

К: О₂+4Н⁺+4е  Н₂О в кислой среде

или идет восстановление ионов водорода и выделение водорода:

К: 2Н⁺ +2еН₂

Коррозия с участием кислорода называется коррозией с поглощением кислорода или коррозия с кислородной деполяризацией. Коррозия с участием ионов водорода называется коррозией с выделением водорода или коррозией с водородной деполяризацией.

Пример расчета коррозии Ме в результате образования гальванического элемента.

Рассмотрим коррозию Mg - Fe сплава при рН = 5.

1.Определим анод (А) и катод (К), исходя из стандартных электродных потенциалов металлов: Е^оMg⁺²/Mg = -2,37(A), E⁰Fe²⁺/Fe = -0,44(K)

2.Напишем возможные электродные процессы в данных условиях (рН=5)

1)А: Mg0 –2eMg2+ (Fe)K: О2+4Н++4еН2О	2) А: Mg0 –2eMg2 + (Fe)К: 2Н+ +2еН2
Е о2/2о-2 = 1,23 - 0,059рН Величина О2(Fe) = 0,25 В Еp о2/2о-2 = 1,23 – 0,059рН + О2(Fe)= 1,23 – 0,059·5 + 0,25 = 0,69 B	Е2Н+/Н2 = -0,059рН Величина Н2(Fe)=0,08 В Ер2Н+/Н2 = -0,059рН – Н2(Fe) = -0,059·5 – 0,08 =-0,38 В
ЭДС1= Е о2/2о-2 – ЕMg+2/Mg = 0,69 –(-2,37) = 1,68 В > 0	ЭДС2 = Е2Н+/Н2 – ЕMg+2/Mg = =-0,38– (-2,37)  2 В  0

Вывод ЭДС₁ ЭДС₂ наиболее сильным окислителем является ионы водорода. Коррозия Mg протекает как с кислородной деполяризацией, так и с водородной деполяризацией, так как ЭДС обоих процессов положительна.