Скорость электрохимической коррозии.

↑

▷ Содержание

⇐ ПредыдущаяСтр 5 из 6Следующая ⇒

Задача 17.

Напишите уравнения электрохимической коррозии пары Sn-Zn при рН=5 и 298 К. Сколько и какого металла прокорродировало, если в процессе коррозии поглотилось 56 мл кислорода и выделилось 22,4 мл водорода? Определите, чему равен коррозионный ток, если продолжительность коррозии 20 мин.

Решение.

Стандартные потенциалы металлов:

 B,   B,

т.к.  <  то в заданной гальванической паре анодом будет цинк, а катодом – олово.

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

В,  В.

 Так как < , , то в данной среде термодинамически возможна электрохимическая коррозия цинка с кислородной и водородной деполяризацией:    

        A^- : Zn → Zn²⁺  + 2  

        K⁺ : O₂ + 2H₂O + 4  → 4OH^-

              2H₂O + 2  → H₂ + 2OH^- .

В соответствии с заданием определим количество моль-экв. поглотившегося кислорода и выделившегося водорода (условия считаем нормальными,   л/моль,   л/моль):

 моль-экв,              моль-экв.

Таким образом, на катоде претерпело изменение 1,2^.10^-2 моль-эквивалентов вещества. По закону эквивалентов такое же количество вещества растворится на аноде: . Масса прокорродировавшего цинка (с учетом массы моля эквивалента цинка г/моль) равна:

                  г.

Величина коррозионного тока определяется по закону Фарадея:

 А.

Термодинамика устанавливает возможность протекания процесса коррозии, но не дает реальных представлений о скорости коррозии. 

4Al + 3O₂ + 6H₂О = 4Al(OH)₃ ,   кДж << 0 – возможна коррозия Al под действием О₂ , ноAl - конструкционный материал.

Причина в пассивации металла:продукты коррозии - оксидные, гидроксидные, солевые и др. пленки тормозят дальнейший процесс коррозии.

Скорость коррозии:

1) Массовый показатель,К_м - потеря массы (в граммах или килограммах) за единицу времени (секунду, час, сутки, год), отнесенная к единице площади (квадратный метр) образца, [г/(м^2.сут)].

2) Глубинный показатель,К_г - уменьшение толщины металла в единицу времени, [мм/год].

Для пересчета единиц есть таблицы.

По скорости коррозии 3 группы металлов:

а) < 0,15 мм/год – высокая коррозионная стойкость - металлы используют для ответственных изделий: валов, поршней насосов, пружин и др.;

б) от 0,15 до 1,5 мм/год – средняя коррозионная стойкость - металлы используют там, где нет повышенных требований к коррозии оной стойкости: емкости, трубопроводы, корпуса вентилей, болтов;

в) > 1,5 мм/год – не стойкие, не используются в коррозионной среде.

3) Плотность коррозионного тока (или ток коррозии),i_кор (I_кор) - величина тока, приходящегося на единицу площади металла, растворенного в единицу времени.

По закону Фарадея: i_кор = m F/M_э S t,

где      М_Э - молярная масса эквивалента металла, г/моль;

         F – число Фарадея, 96500 кл/моль;

         i_кор - плотность коррозионного тока, А/м²;

К_m, К_г, i_кор — прямые показатели коррозии.

Е_кор - стационарный потенциал корродирующего металла (устанавливается на поверхности металла), при котором протекают сопряженные реакции ионизации Ме и восстановления Ох. 

 и

для Fe скорость коррозии: К_м = 1г/(м²×сут) и i_корр=0,04А/м²

При работе КГЭ имеет место поляризация, приводящая к понижению ЭДС и понижению V коррозии. Скорость электрохимической коррозии зависит от скорости лимитирующей стадии: V=V_лим.ст. (анодное растворение М; катодное поглощение О₂ – наиболее часто; катодное выделение Н₂). Чтобы ↓V нужно ↓V_лим.ст., т.е. ↑ поляризацию. Поляризационные кривые коррозионного микроэлемента – коррозионные диаграммы.

Познавательные статьи:



Коммуникативные барьеры и пути их преодоления

Рынок недвижимости. Сущность недвижимости

Решение задач с использованием генеалогического метода

История происхождения и развития детской игры