Коррозия – процесс самопроизвольного разрушения материалов в результате взаимодействия с окружающей средой

Коррозия металлов подразделяется на химическую и электрохимическую. Химическая коррозия имеет место в средах, не проводящих электрический ток, и состоит в прямом химическом взаимодействии металла с реагентами окружающей среды.

Электрохимическая коррозия протекает в проводящих средах и включает в себя анодные и катодные процессы. Электрохимическая коррозия может протекать не только в среде растворов электролитов, но в среде влажного воздуха.

Механизм: Поверхность металла, находящегося во влажном воздухе, адсорбирует влагу из атмосферы и покрывается тонкой пленкой воды, содержащей атмосферные газы (О₂, СО₂, SO₂ и др.) и, следовательно, обладающей заметной ионной проводимостью. Ионы металла переходят в раствор, образуется двойной электрический слой, и разность потенциалов. Если в контакте находятся два различных металла, то возникает гальванический элемент, работа которого проводит к разрушению материала анода. Роль второго металла могут выполнять микрокристаллы примесей, содержащихся в основном металле. Так, железо и его сплавы практически всегда содержат различные соединения железа с углеродом (например, Fe₃C – цементит). Кристаллы железа исполняют роль анода, на котором протекает реакция:

Fe – 2e^- → Fe²⁺,

а кристаллы цементита – роль катода, на котором идет процесс восстановления растворенного кислорода воздуха:

О₂ + Н₂О + 4е^- → 4ОН^-

Далее возможно протекание побочных процессов:

Fe²⁺ +2OH^- → Fe(OH)₂

4Fe(OH)₂ + O₂ + 2H₂O → 4Fe(OH)₃

Микроскопические кристаллы железа и примесей образуют огромное количество гальванических элементов, работа которых будет сопровождаться разрушением металла и образованием ржавчины xFeO^.yFe₂O₃^.zH₂O. Рыхлый слой ржавчины не предохраняет металл от дальнейшей коррозии, и процесс идет до полного разрушения материала.

Реакция восстановления кислорода протекает по приведенной выше схеме в щелочной или нейтральной среде. В кислой среде:

О₂ + 4Н⁺ + 4е^-→ 2Н₂О

и выделение водорода

2Н⁺ + 2е^- → Н₂

Коррозия с участием кислорода называется коррозией с поглощением кислорода или коррозией с кислородной деполяризацией. Коррозия с участием ионов водорода называется коррозий с выделением водорода или коррозией с водородной деполяризацией.

 

 

Условия, способствующие электрохимической коррозии.

1. Положение металла в ряду активности металлов: чем они дальше расположены друг от друга, тем быстрее происходит коррозия.

2. Чистота металла: примеси ускоряют коррозию.

3.Неровности поверхности металла, трещины.

4.Грунтовые воды, морская вода, среда электролита.

5.Повышение температуры.

6.Действие микроорганизмов (грибы, бактерии и лишайники воздействуют на металл с высокой коррозионной стойкостью).

Коррозия металлов иногда сопровождается образованием тонкой и плотной пленки соединений, защищающей его от дальнейшего разрушения. Это явление носит название пассивации и характерно для алюминия, хрома, кадмия, титана и др. Вещества, благоприятствующие образованию защитной пленки, носят название пассиваторов. Например, фосфорная кислота, гидрофосфаты, серная кислота с концентрацией выше 93% являются пассиваторами железа.

Напротив, вещества, ускоряющие коррозию, называются активаторами коррозии, например хлорид-ионы являются активаторами коррозии железа.

42)

42