lk15korrozia (1154119), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Анодные ингибиторы: - NaNO₂, NaNO₃, K₂SeO₄, NaF, Na₂SiO₃, Na₃PO₄, H₂O₂, хромпик K₂Cr₂O₇. - вызывают пассивацию металла. С _инг = 10^-4 – 10^-3 моль/л – строгий контроль.

Катодные ингибиторы: - соли тяжелых металлов AsCl₃, Bi₂(SO₄)₃, Sb₂(SO₄)₃, уротропин N₄(CH₂)₄, пиридин C₆H₅N, диэтиламин (CH₃CH₂)₂NH.

► – легирование - обычно компонентами,

повышающими пассивацию металла -

Cr, Ni, Al, Mn, Mo, Cu.

Пример: способность металлов к пассивации в растворе NaCl при 25⁰С:

min

пасс.

Cu-Pb-Sn-Cd-Zn-Mn-Fe-Co-Ni-Mo-Be-Cr-Al-Nb-Ta-Zr-Ti

max

пассивация

► – защитные неметаллические покрытия

лаки, краски, цемент, резина, органика – при низких

температурах (до 200⁰ С).

► – защитные металлические покрытия

Me + Mt

/ \

основной покрытие

металл

► катодное покрытие: Е⁰ _Ме < Е⁰ _Мt

при повреждении покрытия: / \

анод катодная

/ подложка

при Е⁰_Ме < Е^р _Ox  коррозия

А : Ме → Меⁿ⁺ + nе

K : Ox + nе → Red

► анодное покрытие: Е⁰ _Мt < Е⁰ _Ме

при повреждении покрытия: / \

анод катодная

/ подложка

при Е _Мt < Е _Ox  коррозия

А : Мt → Мtⁿ⁺ + nе

K : Ox + nе → Red

 нет коррозии Ме.

► – электрохимическая защита

► катодная защита – подключение защищаемого изделия Ме к отрицательному полюсу внешнего

источника тока  Ме становится катодом  нет

коррозии Ме

► анодная защита – подключение защищаемого Ме

к положительному полюсу внешнего источника тока  перевод Ме в пассивное состояние  для металлов, способных к пассивации (Cr, Al, Ti, Zr и др.)

► протекторная защита - присоединение к защищаемому изделию Ме протектора Пр – металла

с более отрицательным значением потенциала,

Е_ПР < Е _Ме  при Е_ПР < Е _Ox

 коррозия протектора:

А : Пр → Прⁿ⁺ + nе

K : Ox + nе → Red

 нет коррозии Ме.

▼Задача

Предложите анодное покрытие для защиты железного

Fe -изделия от электрохимической коррозии в

кислородсодержащей среде при рН = 7, р_газ =1.

Напишите уравнения коррозионных процессов при

нарушении целостности покрытия.

Решение.

В качестве анодного покрытия для Fe  металлы с

более отрицательным значением потенциала,

Е⁰ _Мtn+/Mt < Е⁰ _Fe2+/Fe (например, Zn, Cr, Al и др.).

Выберем хром: В < В.

По уравнению Нернста определим равновесные потенциалы вероятных окислителей ( Н⁺ и О₂):

В,

В.

т.к. <  при нарушении целостности хромового покрытия на железном изделии

 хром – анод  коррозия.

т.к. < ,  в данной среде термодинамически возможна коррозия хрома с кислородной и водородной деполяризацией:

A^- : Cr → Cr³⁺ + 3е

K⁺ : O₂ + 2H₂O + 4е → 4OH^-

2H₂O + 2е → H₂ + 2OH^-

В нейтральной среде:

хром Cr  склонен к пассивации  отличается высокой коррозионной стойкостью. Продукты коррозии хрома (Cr₂O₃ , Cr(OH)₃ и др.) образуют на поверхности металла плотные труднорастворимые оксидно-солевые защитные пленки  затрудняется контакт Me - Ox

 тормозится дальнейший процесс коррозии. 

 Поэтому, хотя термодинамически коррозия возможна, железное изделие c хромовым покрытием реально не разрушается под действием коррозии.

▼ Задача.

Предложите катодное покрытие для защиты железного Fe - изделия от электрохимической коррозии в кислородсодержащей среде при рН = 8 и р_газ =1. Напишите уравнения коррозионных процессов при нарушении целостности покрытия.

Решение.

В качестве катодного покрытия для Fe  металлы с

более положительным значением потенциала,

Е⁰ _Мtn+/Mt > Е⁰ _Fe2+/Fe (например, Ni, Cu, Ag и др.).

Выберем медь: В > В.

т. к. <  при нарушении целостности медного покрытия на железном изделии

 железо – анод  коррозия.

По уравнению Нернста определим равновесные потенциалы вероятных окислителей ( Н⁺ и О₂):

В,

В.

т. к. < <  в данной среде термодинамически возможна коррозия железа с кислородной деполяризацией и невозможна коррозия с выделением водорода.

A^- : Fe → Fe²⁺ + 2е

K⁺ : O₂ + 2H₂O + 4е → 4OH^-­­­­-

Железное изделие при этом будет разрушаться.

▼ Задача.

Напишите уравнения электрохимической коррозии пары Sn-Zn при рН=5 и 298 К.

Сколько и какого металла прокорродировало, если в процессе коррозии поглотилось V_О2 = 56 мл кислорода и выделилось V_Н2 = 22,4 мл водорода?

Определите коррозионный ток I _КОР , если продолжительность коррозии τ = 20 мин.

Решение. Стандартные потенциалы металлов:

B, B,

т.к. <  в заданной

гальванической паре  Zn – анод , Sn- катод.

По уравнению Нернста определим равновесные потенциалы вероятных окислителей ( Н⁺ и О₂):

В,

В.

т.к. < ,  в данной среде термодинамически возможна электрохимическая коррозия цинка с кислородной и водородной деполяризацией:

A^- : Zn → Zn²⁺ + 2

K⁺ : O₂ + 4H⁺ + 4е → 2H₂O

2H⁺ + 2е → H₂

Определим количество моль-эквивалентов n_Э поглотившегося кислорода и выделившегося водорода (н.у. , л/моль, л/моль):

моль-экв,

моль-экв.

Таким образом, на катоде претерпело изменение

n_{Э, К} =1,2^.10^-2 моль-экв. окислителя.

По закону эквивалентов: n_{Э, К} = n_{Э, А} = 1,2^.10^-2 моль-экв.

 на аноде: моль-экв.

Масса прокорродировавшего цинка ( г/моль):

г.

m _Zn = 0,39 г

Величина коррозионного тока определяется

по закону Фарадея:

А.

I _КОР = 0,96 A

▼ Задача.

Выберите протектор для защиты стальной конструкции (Fe ) в кислой среде ( рН=4) на воздухе. Напишите уравнения процессов коррозии.

Рассчитайте, как изменится масса протектора m_ПР, если за некоторое время в процессе коррозии поглотилось V_О2 =112 мл кислорода и выделилось V_Н2 = 112 мл водорода.

Решение.

При протекторной защите к металлическому изделию подсоединяются металл с более отрицательным значением потенциала, чем потенциал защищаемого изделия: Е⁰ _ПР < Е⁰ _Ме .

Для железа ( В) 

В качестве протектора можно использовать:

 магний ( В),

 цинк ( В),

 алюминий ( В).

При контакте с окислителем металл протектора растворяется, а защищаемое изделие не разрушается. Выберем магний. Так как <

 в паре с железом магний  анод  коррозия.

Согласно уравнению Нернста равновесные потенциалы вероятных окислителей (Н⁺ и О₂):

В,

В.

т.к. < ,  в данной среде термодинамически возможна электрохимическая коррозия магниевого протектора с кислородной и водородной деполяризацией:

A^- : Мg → Мg²⁺ + 2е

K⁺ : O₂ + 4H⁺ + 4е → 2H₂О

2H⁺ + 2е → H₂ .

Стальное изделие при этом не разрушается.

Определим количество моль-эквивалентов n_Э поглотившегося кислорода и выделившегося водорода (н.у., л/моль, л/моль):

моль-экв,

моль-экв.

Таким образом, на катоде претерпело изменение

n_{Э, К} =3^.10^-2 моль-экв. окислителя.

По закону эквивалентов: n_{Э, К} = n_{Э, А} = 3^.10^-2 моль-экв.

 на аноде: моль-экв.

Масса прокорродировавшего протектора

( г/моль):

г.

m _Mg = 0,36 г

Характеристики

Список файлов лекций