Электрохимическая коррозия. Коррозионные гальванические элементы. Пассивность металлов, страница 2

           Устойчивое во времени значение необратимого электродного потенциала металла, соответствующее равенству сумм скоростей анодных и катодных

процессов называется стандартным потенциалом.

MeMeⁿ⁺⋅ mH₂O

I_Me        По теории Фрумкина при  стационарном

              MeMeⁿ⁺⋅ mH₂Oпотенциале    имеет  место   следующее                                                                       

                                                          I_Meравенство:

                HH⁺⋅H₂O

I_H2                  I_Me + I_H2 = I_Me + I_H

                    HH⁺⋅H₂O

I_H2В отличие от равновесного потенциала

    m ≠ 0, происходит электрохимическое растворение металла , так как  I_Me> I_Mе .

           Отсюда следует, что скорости анодных и катодных процессов значительно сильно влияют на величину стационарных необратимых электродных потенциалов

и скорость электрохимической коррозии металла.

            Таким образом, при установлении на металле стационарного потенциала происходит электрохимическое растворение его. На его поверхности происходит два процесса:

1.  Анодный  -  образование гидратированных ионов металла и электронов на поверхности

                       Me +mH₂O        Meⁿ⁺ ⋅ mH₂O +ne

2.  Катодный  -  ассимиляция электронов какими-либо деполяризаторами

                                            nе +D = [Dne]

            К необратимым электродным потенциалам относятся потенциалы многих металлов в растворах собственных ионов (Al, Mg, Mn, Fe и др.) и потенциалы всех металлов в растворах чузеродных ионов ( H₂O, HCl, H₂SO₄  и др.).

            Величина стационарных потенциалов зависит от внутренних и внешних факторов.

            К внутренним факторам относятся: природа металла, физико-химическое его

состояние, структура состояния поверхности, механические напряжения и деформации.

            К внешним факторам относятся: природа растворителя, растворенных в нем газов, ионов, ионизирующих веществ, их концентрация, температура, давления и т.д.

                         Термодинамика электрохимической коррозии

            Принципиальная возможность или невозможность самопроизвольного протекания процесса электрохимической коррозии определяется знаком изменения свободной энергии процесса. Возможен этот процесс если G < 0.

            При электрохимической коррозии металлов для расчетов удобно пользоваться

электрохимическими данными. Т.е. т/д возможен процесс тогда, когда соблюдается

условие

                                                G_T = - nE_TF< 0

                    Где          G_T  - изменение изобарно-изотермического потенциала

                                             данного процесса;

                                    п -  изменение валентности;

F-   число Фарадея;

                                    Е_Т =(φ_к)_р –(φ_А)_р – эдс элемента, в котором обратимо

                                                                 осуществляется данный процесс.

            Принципиальная возможность протекания процесса электрохимической коррозии металла определяется соотношением равновесных потенциалов металла и

катода в данных условиях.

 

eG<0     если (φ_Me )_p<( φ_к)_p        Е_Т >0.

            т.е. для электрохимического растворения металла необходимо присутствие в    элементе окислителя-деполяризатора, равновесный о/в потенциал которого в данных условиях положительнее равновесного потенциала металла.

          Способность металла посылать свои ионы в раствор характеризуется количественно значением равновесного потенциала металла в данных условиях.

                                                                            (φ_А)_{р =} (φ_Me )_p

            Способность данного деполяризатора восстанавливаться, т.е.осуществлять катодный процесс ассимиляции электронов, характеризуется количественно значением равновесного потенциала данной катодной о/в реакции.  (V_K)_равн

 

 

                КОРРОЗИОННЫЕ ГАЛЬВАНИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ

            Если погрузить два различных металла в раствор электролита, то можно установить наличие разности потенциалов между ними. Причиной появления потенциалов электродов является возникновения двойного электрического слоя на границе  Me–электролит. Причем величина потенциалов зависит от  внешних и внутренних факторов.