Вопрос 26. Коррозия металлов. Электрохимическая коррозия: анодные и катодные процессы, продукты коррозии. Примеры.

Самопроизвольное разрушение металлических материалов, происходящее под химическим воздействием окружающей среды, называется коррозией (от латин­ского «corrodere» — разъедать).

К электрохимической коррозии относятся все случаи коррозии в водных растворах. Электрохимиче­ской коррозии подвергаются, например, подводные части судов, паровые котлы, проложенные в земле трубопроводы. Коррозия металла, находящегося во влаж­ной атмосфере, также представляет собой электрохимическую коррозию. В ре­зультате электрохимической коррозии окисление металла может приводить как к образованию нерастворимых продуктов (например, ржавчины), так и к пере­воду металла в раствор в виде ионов.

Механизм электрохимической коррозии связан с возникновением и работой на поверхности металла во влажной среде микрогальванических элементов. Корро­зия осуществляется в результате осуществления анодного (коррозионное окисле­ние металла) и катодного (восстановление окислителя, находящегося во влаж­ной среде) процессов. Процессы окисления и восстановления разделены в пространстве и не мешают друг другу. Кроме природы металла, окислителя и содержания последнего на скорость коррозии влияет природа и количество различных примесей, содержащиеся как в самом металле, так и в коррозионной среде — в атмосфере или в растворе.

Металлы:

1)Повышенной термодинамической нестабильности составляют металлы, имеющие значение стандартного электродного потенциала меньше, чем потенциал водородного электрода при рН = 7 (-0,413 В). К ним относятся Li, Rb, Cs, Ba, Sr, Ca, Na, Mg, Al, Ti, Zr, Mn, Cr, Zn, Fc. Эти металлы могут коррозировать даже в нейтральных средах, т. е. при создании необходи­мых условий окисляются водой.

2)Термодинамические нестабильные имеют значения стандартных электродных потенциалов большие, чем металлы предшествующей группы, но меньше нуля: Cd, In, Tl, Co, Ni, Mo, Pb, W. Поэтому окисляться водой (рН=7) они не могут, но будут неустойчивыми в кислых средах и в любых средах в присутствии кислорода.

3)Промежуточной термодинамической стабильности составляют металлы с положительными значениями стандартных электродных потенциалов, не превышающими значения электродного потенциала, связанного с окисляющим действием кислорода в нейтральной среде (см. предпоследнее уравнение из приведенных выше): Bi, Sb, Re, Тс, Си, Ag, Rh. Поэтому данные металлы будут устойчивы в любых кислых и нейтральных средах в отсутствие кислорода.

4)Высокой стабильности устойчивы во влажной атмосфере, т. е. в присутствии кислорода в нейтраль­ной среде: Hg, Pd, Ir, Pt. Стандартные элек­тродные потенциалы этих металлов находятся в интервале между значениями двух электродных потенциалов, характеризующих окисляющее действие кисло­рода в нейтральной и кислой средах.

5)Металлом полкой стабильности является золото, оно не может быть окисле­но перечисленными окислителями. Его электродный потенциал в числе рассмо­тренных — максимален.