Главная » Файлы » Химия » Электрохимия
определить возможность коррозии,
04.11.2013, 20:45
определить возможность коррозии, составить схему коррозионного элемента,
указать полярность электродов, указать вид деполяризации и записать уравнения
катодного и анодного процессов для гальванопары алюминий-железо, находящейся в кислоте (pH -> 0), в условиях влажной атмосферы (pH = 7) и в щелочи (pH -> 14) при
нормальных условиях.

Решение: рассмотрим расположение алюминия и железа в электрохимическом ряду напряжений металлов (ряд приведен не полностью, указаны стандартные потенциалы в вольтах)
__Li____K____Na___Mg___Al____Ti___Mn ___Zn_____Cr___Fe___Cd____Co____Ni___Sn___
Pb___H
2
____Sb___Cu___Ag____Pd___Pt___ Au
-3,04_-2,93_-2,71_-2,36_-1,66_-1,63_-1,18_ -0,76__-0,74_-0,44_-0,40__-0,28_-0,25_-0,14 _-0,13_0,00___0,24__0,34__0,80__0,99_1,20
__1,50
Номинально железо имеет по сравнению с алюминием больший потенциал
 (-1,66 В < -0,44В), следовательно, в гальванопаре с алюминием номинально железо должно быть катодом, а алюминий – анодом.
Вид деполяризации определяют по наличию в коррозионной системе
деполяризатора  катионов водорода (воды) или кислорода. В кислой среде (доступ кислорода не указан)деполяризация – водородная, в атмосферных условиях – кислородная, в щелочной среде (доступ кислорода не указан) – водородная.
Термодинамическую возможность коррозии оценивают путем сравнения стандартных потенциалов каждого из металлов с потенциалами водородного и кислородногоэлектродов, рассчитанных по формулам EH2 = -0,059 * pH и EO2 = 1,23 -0,059 * pH (сучетом вида деполяризации). Если потенциал металла меньше потенциала водородного или кислородного электрода, то коррозия термодинамически возможна, если потенциал металла больше – соответственно, наоборот. Для определения фактической возможностикоррозии следует учитывать склонность металлов к пассивации в той или инойкоррозионной среде.
Ниже приведены значения потенциалов водородного и кислородного электродов и
указаны катодные реакции восстановления деполяризатора.
В кислой среде:

EH2 = -0,059 • pH = -0,059 • 0 = 0,00 В, 2H⁺  + 2e = H2
EO2 = 1,23 -0,059 • pH = 1,23 -0,059 • 0 = 1,23 В, O2 + 4H⁺  + 4e = 2H2O

В нейтральной среде:

EH2 = -0,059 • pH = -0,059 • 7 = -0,41 В, 2H2O + 2e = H2 + 2OHEO2
= 1,23 -0,059 • pH = 1,23 -0,059 • 7 = 0,82 В, O2 + 2H2O + 4e = 4OH¯ 

В щелочной среде:

EH2 = -0,059 • pH = -0,059 • 14 = -0,83 В, 2H2O + 2e = H2 + 2OHEO2
= 1,23 -0,059 • pH = 1,23 -0,059 • 14 = 0,40 В, O2 + 2H2O + 4e = 4OH¯  
Схемы коррозионных элементов и электродные реакции для каждой из коррозионных
сред представлены ниже.

EH2 = -0,059 * 0 = 0,00 В.

Термодинамически возможна коррозия обоих металлов с водородной
деполяризацией 
(-1,66 В < -0,44 В < 0,00 В).
Фактически возможна коррозия обоих металлов (оба металла неустойчивы в кислотах).
анод ( - ) Al | H2O, H+ | Fe ( + ) катод

Анодная реакция: Al = Al³⁺   + 3e
Катодная реакция: 2H⁺ + 2e = H2
Суммарная реакция: 2Al + 6H+ = 2Al³⁺  + 3H2
EO2 = 1,23 -0,059 * 7 = 0,82 В.

Термодинамически возможна коррозия обоих металлов с кислородной деполяризацией (-1,66 В < -0,44 В < 0,82 В).
Фактически возможна коррозия только железа (алюминий устойчив в подобных
условиях).

анод ( - ) Fe | H2O, O2 | Al ( + ) катод
Анодная реакция: Fe = Fe²⁺   + 2e
Катодная реакция: O2 + 2H2O + 4e = 4OH¯  
Суммарная реакция: 2Fe + O2 + 2H2O = 2Fe(OH)2
EH2 = -0,059 * 14 = -0,83 В.

Термодинамически возможна коррозия только алюминия 
(-1,66 В < -0,83 В < -0,44 В).
Фактически возможна коррозия только алюминия (железо пассивируется в щелочах).

анод ( - ) Al | H2O, OH¯   | Fe ( + ) катод
Анодная реакция: Al = Al³⁺  + 3e
Катодная реакция: 2H2O + 2e = H2 + 2OH¯  
Суммарная реакция: 2Al + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2
Категория: Электрохимия | Добавил: alexlat
Просмотров: 1152 | Загрузок: 0 | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]