Коррозия металлов

Типовая задача

Стальную металлоконструкцию покрыли медью. Укажите тип покрытия. Опишите процессы, которые будут протекать при нарушении целостности медного покрытия при нахождении конструкции в кислой или нейтральной среде.

Решение. Основным компонентом стали является железо. Содержание других составляющих сталь компонентов настолько невелико, что можно пренебречь их влиянием на коррозионные процессы.

Чтобы определить тип гальванопокрытия необходимо воспользоваться таблицей П.2, в которой даны значения стандартных электродных потенциалов:

φ ⁰_Fe²⁺_{/ Fe} = -0, 44 B

φ ⁰_Cu²⁺_{/ Cu} = 0, 34 B

Поскольку φ ⁰_Cu²⁺_/Cu > φ ⁰_Fe²⁺_/Fe, можем сделать вывод, что медь по отношению к железу является катодом. Соответственно медное покрытие на стальном изделии будет покрытием катодного типа.

При нарушении целостности такого покрытия начинает работать гальванический элемент Fe – Cu, где железо будет служить анодом, а медь – катодом. Механизм коррозии – электрохимический: железо, являясь анодом, растворяется (корродирует), а на поверхности меди будет проходить восстановление частиц деполяризатора. В кислой среде в качестве деполяризатора имеем ионы гидроксония H₃O⁺:

 

кислая среда

Сu (+) К: 2H3O+ + 2e- = 2H2O + H2 Fe (-) A: Fe = Fe2+ + 2e-

 

В нейтральной среде деполяризаторами служат молекулы воды (деаэрированная среда) или помимо них еще и молекулы кислорода (аэрированная среда):

 

нейтральная деаэрированная среда	Сu (+) К: 2H2O + 2e- = H2 + 2OH− Fe (-) A: Fe = Fe2+ + 2e-
нейтральная аэрированная среда	Сu (+) К: O2 + 2H2O + 4e- = 4OH− Fe (-) A: Fe = Fe2+ + 2e-

Варианты заданий

Таблица 12

№ п/п	Металл основы	Металл покрытия
первый	Второй
1.	олово	медь	Кадмий
2.	кобальт	никель	Цинк
3.	хром	серебро	Цинк
4.	свинец	золото	Железо
5.	железо	кадмий	Магний
6.	железо	цинк	Платина
7.	цинк	железо	Магний
8.	кадмий	магний	Олово
9.	золото	свинец	Платина
10.	серебро	хром	Золото
11.	никель	кобальт	Медь
12.	медь	олово	Серебро
13.	олово	платина	Кадмий
14.	серебро	никель	Платина
15.	хром	золото	Цинк
16.	свинец	цинк	Медь
17.	медь	магний	Золото
18.	железо	хром	Никель
19.	цинк	олово	Магний
20.	кадмий	никель	Хром
21.	серебро	золото	Никель
22.	никель	цинк	Серебро
23.	медь	магний	Платина
24.	олово	хром	Свинец
25.	хром	олово	Цинк
26.	кобальт	платина	Железо
27.	железо	кобальт	Хром
28.	железо	свинец	Цинк
29.	хром	железо	Магний
30.	никель	кадмий	серебро

 

Общие свойства металлов