Читайте также:
|
ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКАЯ КОРРОЗИЯ
Электрохимическая коррозия металлов представляет собой самопроизвольное разрушение металла вследствие электрохимического взаимодействия его с электролитом. Это гетерогенная реакция, протекающая на поверхности металла. Причиной электрохимической коррозии является термодинамическая неустойчивость металла в данных коррозионных условиях. Для понимания механизма электрохимической коррозии необходимо установить, какие процессы наблюдаются на границе металл - раствор. На границе двух соприкасающихся фаз при определенных условиях может возникнуть разность потенциалов или, как принято говорить, скачок потенциала, например электродный потенциал - на границе металл - раствор; контактный потенциал - на границе двух различных металлов; контактный потенциал второго рода - на границе металл - газ; диффузионный потенциал на границе двух растворов, имеющих различную концентрацию растворенного вещества, и др. Скачок потенциала между двумя фазами определяется переходом заряженных частиц из одной фазы в другую или избирательной адсорбцией заряженных или полярных частиц одной фазы на поверхности другой с образованием двойного электрического слоя. Рассмотрим механизм возникновения электродного потенциала. Электродом называется металл, погруженный в раствор электролита. Что же происходит на поверхности металла при погружении его в раствор собственных ионов?
В металле и растворе имеются одинаковые ионы - ионы металла. В металле эти ионы находятся в узлах кристаллической решетки и удерживаются в ней благодаря энергии связи ионов решетки. Чтобы вывести ион из кристаллической решетки, необходимо затратить работу, равную энергии связи ионов, которую также можно назвать работой выхода иона из металла. В растворе ионы металла окружены полярными молекулами воды, т. е. находятся в гидратированном состоянии. Чтобы вывести ион металла из раствора необходимо совершить работу, равную энергии гидратации, т. е. энергии связи иона металла с молекулами воды.
ДИАГРАММА ПУРБЕ
электрохимический коррозия металл
Диаграмма Пурбе (диаграмма преобладающих форм, E-pH диаграмма) - диаграмма, наглядно отображающая термодинамически устойчивые формы ионов или молекул при заданных pH и потенциале E.
Диаграмма Марселя Пурбе строится в координатах E (ордината) - pH (абсцисса) для конкретных веществ при заданной температуре.
Диаграммы используют для определения границ термодинамической устойчивости соединений и заключений о возможности протекания реакций. В последнее время получили распространение комплексные исследования, в том числе и с использованием диаграмм Пурбе, для разработки отдельных моделей коррозионных процессов. При построении диаграмм учитывают три типа равновесий в системе металл-вода.
Равновесный обмен электрическими зарядами:
Эти равновесия не зависят от рН, а зависят только от потенциала. Линии, которые характеризуют этот процесс, параллельны оси рН.
Ионно-молекулярные равновесия, не связанные с величиной потенциала. Они зависят только от величины рН:
Па диаграмме Пурбе им отвечают линии, параллельные оси потенциалов.
Равновесия, которые зависят как от потенциала, так и от рН:
Потенциал такого электрода определяется уравнением:
Линия равновесия имеет наклон относительно двух осей. Основные реакции и соответствующие им уравнения приведены в таблице 4.2. Линии 2 и 3 соответствуют электрохимическим равновесиям воды с продуктами ее восстановления - водородом (линия 2) и окисления - кислородом (линия 3). При потенциалах, лежащих выше линии 3, вода окисляется, а при потенциалах ниже линии 2 - восстанавливается.
Кривые 2 и 3 приведены для случая, когда активности ионов равны 1.
Дата добавления: 2015-04-22; просмотров: 31 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |