Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Термодинамика электрохимической коррозии
Термодинамическую возможность протекания электрохимической коррозии можно определить по изменению энергии Гиббса, вычисленной по уравнению ΔG = – z·F·E, (3.1) где Е = Eк – Eа – электродвижущая сила (ЭДС) элемента, а Eк и Eа – потенциалы катодных и анодных участков, соответственно. По уравнению Нернста: Eк = E0Д/Дze + (RT/zF) ln aД (3.2) Eа = E0Меz+/Ме + (RT/zF) ln a Меz+ (3.3) где E0к, E0а стандартные потенциалы катодных и анодных реакций на металле; а – активность веществ, участвующих в электродных процессах. Величины стандартных электродных потенциалов E0Меz+/Ме различных металлов (табл. 3.1) позволяют судить о термодинамической нестабильности металлов: чем более электроотрицателен потенциал металла, тем он активнее. Таблица 3.1 Величины стандартных электродных потенциалов E0Меz+/Ме
Измерить абсолютное значение потенциала невозможно, но он может быть замерен по отношению к какому-то электроду сравнения. В качестве основного электрода сравнения принят стандартный водородный электрод, потенциал которого считаю равным нулю. Наиболее распространёнными окислителями (деполяризаторами) в коррозионном процессе являются ионы водорода и молекулы кислорода. Коррозия с участием ионов водорода называется коррозией с выделением водорода или коррозией с водородной деполяризацией: - водородная деполяризация Н+ + е → ½Н2. Электродные процессы для этого случая могут быть представлены уравнениями: а) в кислых растворах (pH < 7) Анод: Ме - neˉ ® Men+ Kатод: 2Н+ + 2еˉ ® Н2 ; б) в деаэрированных (удален растворенный кислород), нейтральных и щелочных растворах (рН > 7)
Анод: Ме - neˉ ® Men+ Катод: 2H2O + 2e- ® H2 + 2OH ˉ. Потенциал восстановления ионов водорода (потенциал водородного электрода) зависит от парциального давления водорода и рН. При p=101кПа (атмосферное давление) данный потенциал рассчитывается по уравнению: E2H+/H = - 0,059pH (3.4) Например, при рН = 0 E2H+/H = 0, B рН = 7 E2H+/H = - 0.41, B рН = 14 E2H+/H = - 0.83, B Коррозия с водородной деполяризацией возможна, если потенциал восстановления ионов водорода больше потенциала окисляемого металла, т.е. когда ЭДС образующегося короткозамкнутого гальванического элемента больше нуля: Еэ = Eк - Eа = Eокислитель - Eвосстановитель > 0. Скорость коррозии с водородной деполяризацией зависит от рН, температуры среды и природы металла. Коррозия с участием кислорода называется коррозией с поглощением кислорода или коррозией с кислородной деполяризацией - кислородная деполяризация: О2 + 4е + 2H2O → 4OH–. Электродные процессы в этом случае могут быть представлены уравнениями: Анод: Ме - neˉ ® Men+ Kатод: О2 + 2H2O + 4eˉ ® 4OH ˉ. Необходимо отметить, что в обычных условиях во всех растворах есть растворённый кислород – О2. Потенциал восстановления кислорода (потенциал кислородного электрода) зависит от парциального давления кислорода и рН среды. При (101 кПа) данный потенциал рассчитывается по уравнению E O2/OH- =1,23 - 0,059pH (3.5)
Например, при рН = 0 E O2/OH- =1,23, B рН = 7 E O2/OH- =0,815, B рН = 14 E O2/OH- =0,415, B Коррозия с кислородной деполяризацией возможна, если потенциал восстановления кислорода больше потенциала окисляемого металла. Данный вид коррозии имеет место в нейтральных, щелочных растворах, во влажном воздухе (О2+Н2О). В кислых растворах в обычных условиях также есть растворённый кислород, но скорость его восстановления в кислых средах мала по сравнению со скоростью восстановления ионов водорода. Поэтому коррозией с кислородной деполяризацией в кислых средах пренебрегают.
На рис. 3.1 представлена диаграмма j – pH, позволяющая определять возможность протекания коррозии с водородной и кислородной деполяризацией. Для вычисления величины E нужно знать потенциалы катодов, которые можно подсчитать по уравненим (3.4) и (3.5). Таким образом, учитывая конкретные анодную и катодную реакции, пользуясь уравнениями (3.1) - (3.5), можно оценить возможность протекания процесса коррозии: - коррозия возможна, если ΔG < 0, т.е. если Eк > Eа; - коррозия невозможна, если Eк < Eа. На диаграмме отмечены значения стандартных потенциалов металлов. Те металлы, потенциалы которых располагаются выше линий равновесия водородного или кислородного электродов, могут корродировать соответственно с водородной или кислородной деполяризацией. Металлы, потенциалы которых ниже линии равновесия кислородного электрода, корродировать не должны. Они будут корродировать только в том случае, если в растворе будет находиться какой-либо другой деполяризатор (помимо Н+ и О2), потенциал восстановления которого будет положительнее потенциалов этих металлов.
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2021-05-12; просмотров: 208; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.21.100.34 (0.006 с.) |