Положительно заряженные ионы водорода забирают электроны с поверхности менее активного металла (меди) и превращаются в газообразный водород. В растворе образуется соль железа (2), которая в дальнейшем окисляется кислородом воздуха в соль железа (3).
Fe + 2HCl = FeCl2 + H2
Чистые металлы разрушаются в кислой среде; Zn – при отклонении рН в обе стороны, т.к. Zn(OH)2 амфотерен; Au – в растворе KCN за счёт образования комплексного соединения.
Идеально коррозионно-стойких металлов нет.
Скорость коррозии увеличивают:
v Уменьшение рН среды
v Увеличение содержания окислителей в среде
v Повышение температуры.
Некоторые металлы при соприкосновении с кислородом воздуха или в агрессивной среде переходят в пассивное состояние, резко снижающее скорость коррозии за счёт образования на поверхности металла плотной оксидной плёнки, препятствующей контакту металла со средой.
Например, Fe пассивируется концентрированной HNO3. Защитная плёнка всегда имеется на поверхности Al, а в сухом воздухе – на поверхности Be, Cr, Zn, Ta, Ni, Cu.
Увеличение пассивации обеспечивает коррозионную стойкость нержавеющих сталей и сплавов. Пути повышения пассивации:
v Легирование более легко пассивирующимся металлом.
v Повышение концентрации пассиваторов вблизи поверхности металлов (наиболее распространённый – кислород).
Защита от коррозии
Коррозия происходит непрерывно, и поэтому приводит к большим потерям металлов (до 10%) и утрате их ценных технических свойств.
v Защитные поверхностные покрытия металлов:
o Сопротивление коррозии для данного металла возрастает при его покрытии более активным металлом (Zn, Sn, Pb, Ni, Cr, Cu, Cd и др.) или при их сплавлении (высокую коррозионную стойкость имеют хромированное железо и стали, содержащие хром; оцинкованное железо; лужёное железо – покрытое плёнкой из олова; никелированные стали). Например, Zn обладает высокой механической прочностью; он более активен, чем Fe, но покрыт защитной оксидной пленкой; при повреждении защитного слоя и наличии влаги возникает гальваническая пара Zn|O2 H2O|Fe, цинк разрушается, но железо защищено, пока не разрушится весь цинк. Из оцинкованного железа изготавливают жесть для кровли домов, многие промышленные и бытовые изделия. Некоторые металлические покрытия защищают металл лишь механически (для железа – Ni, Sn).
o Неметаллическое покрытие поверхности металла – лаками, красками, эмалью, полимерами, изолирующими металл от среды. Эти покрытия водостойки, обеспечивают механическую защиту от коррозии.
v Легирование металлов – производство специальных сплавов с антикоррозионными свойствами путем введения в состав сплавов различных легирующих добавок:
o коррозионная стойкость стали повышается введением Cr, Ni, Mo (нержавеющая сталь содержит до 12% Cr);
o коррозионная стойкость Cu возрастает при добавлении Be, Al;
o для повышения коррозионной стойкости Al добавляют Mo, Cr или Ni;
o добавки Ni, Cu, Co повышают способность сплавов к пассивации.
v Электрохимические методы защиты
o Протекторная защита от морской и почвенной коррозии – соединение защищаемой металлической конструкции (трубопровод, корпус корабля), находящейся в среде электролитов – почвенной или морской воды, с протектором из более активного металла (Zn, Mg, Al и их сплавы). То есть искусственное создание гальванической пары (электрохимической цепи), в которой протектор служит анодом и разрушается, предохраняя конструкцию. По мере разрушения протекторы заменяют. Радиус действия – 500 м.
o Катодная защита – разновидность протекторной защиты, в которой роль металла-протектора выполняет источник тока. Защищаемая конструкция соединяется с другим вспомогательным металлом (например, железный рельс), помещенным в ту же среду, что и защищаемое изделие (например, в почву) через внешний источник тока. Конструкция соединяется с катодом (отрицательный полюс, восстановление окислителей из окружающей среды), а металл-протектор – с анодом источника тока (положительный полюс, окисление и разрушение). Радиус действия – 2000 м.
v Химические методы защиты – изменение состава среды. В электролит вводят ингибиторы коррозии или наносят их на металл (например, для защиты металла в кислоте). Ингибиторами коррозии чаще служат органические вещества; неорганические ингибиторы – нитриты, хромиты, фосфаты, силикаты. Атмосферными ингибиторами пропитывают бумагу, которой обёртывают металлические изделия. Пары ингибитора адсорбируются поверхностью металла и образуют на ней защитную плёнку. Применение ингибиторов:
o Очистка от накипи паровых котлов
o Снятие окалины с обработанных изделий
o Хранение и перевозка соляной кислоты в стальной таре.
Список литературы
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.