Анодные реакции коррозионного процесса

Сентябрь 9, 2022

Главная
Химия
Анодные реакции коррозионного процесса

Содержание

2. Анодные реакции электрохимической коррозии чрезвычайно многообразны и сложны. Однако. можно выделить 7 направлений анодной реакции коррозионного
3. 1. гидратированные катионы металла: Me – 2e + mH2O→ [Me (H2Om)]+2 2. адсорбционную плёнку кислорода: Me
4. Сложность анодных процессов состоит том, что анодная реакция может протекать одновременно по двум направлениям, которые в
5. Каждая из перечисленных реакций протекает стадийно, в отдельных стадиях участвуют ионы коррозионной среды. Количество стадий и
6. Анализируя вид получающихся продуктов, можно сделать вывод, что они могут быть растворимыми и нерастворимыми в коррозионной
7. Состояние повышенной коррозионной стойкости металла, вызванное торможением анодного процесса за счет образования адсорбционных пленок кислорода или
8. Явление пассивности впервые было отмечено еще Ломоносовым, но широко изучать его начали только в 30 годы
9. Анодная поляризационная кривая пассивирующегося металла Модуль 5. Анодные процессы электрохимической коррозия Лекция 5.1
10. На анодной поляризационной кривой выделяют следующие участки: Участок АВ – область активного растворения металла с образованием
11. Участок ЕР – область пассивации. Растворение металла происходит с небольшой скоростью, при этом на металле протекают
12. При потенциалах положительнее потенциала Епереп (потенциал перепассиваци) металл начинает растворяться с образованием сложных анионов металла: Me
13. Ход кривой с пассивацией во многом зависит от присутствия в электролите ионов хлора. При их наличии
14. До 70 годов прошлого века интенсивно шла дискуссия какие продукты ответственны за пассивность, вызванную кислород содержащими
15. Долговременное существование двух теорий объясняется тем, что ни одна из теорий не могла объяснить всю совокупность
16. Адсорбционная теория пассивности Хорошо объясняет влияние хлор-иона на пассивацию. Пассивацию в две ступени. Экспериментальные данные по
17. Явление пассивации с успехом используется в практике защиты металлов от коррозии. ( Al, Cu, Zn при
18. Чтобы проанализировать коррозионную ситуацию и оценить опасность коррозии необходимо выяснить: По какому пути идёт анодная реакция
19. 1 3 5 7 9 11 13 2 12 10 8 4 6 +0.2 +0.8 -1.0
20. 1. рН Два окислителя Н+ и О2 , продукты коррозии Fe+2 (растворимые). Коррозия очень опасна. 2.
21. 11,5 Окислитель О2 , продукты коррозии Fe(ОН)2 Fe(ОН)3 (нерастворимые, и упорядоченные), коррозия не опасна, железо пассивируется.
22. Vkop PH 3 6 9 12 Рис. 1.3 Зависимость скорости коррозии железа от рН среды Поведение
23. Железо, углеродистые и низколегированные стали в условиях электрохимической коррозии необходимо защищать во всех средах, кроме слабощелочных
24. Влияние внешних и внутренних факторов на электрохимическую коррозию
25. Протекторная защита Протекторная защита основана на особенностях коррозии двух металлов в контакте. Согласно теории контактной коррозии,
26. Анодная защита Анодная защита применяется только для металлов, склонных к пассивации в коррозионной среде. Она сводится
27. Коррозионная диаграмма анодной защиты Модуль 5. Анодные процессы электрохимической коррозия Лекция 5.1
28. Модуль 5. Анодные процессы электрохимической коррозия Лекция 5.1
29. Модуль 5. Анодные процессы электрохимической коррозия Лекция 5.1
31. Скачать презентацию

Слайд 2

Анодные реакции электрохимической коррозии чрезвычайно многообразны и сложны. Однако. можно выделить

7 направлений анодной реакции коррозионного процесса, приводящих к получению разнообразных продуктов коррозии.

Анодные реакции коррозионного процесса

Слайд 3

1. гидратированные катионы металла:
Me – 2e + mH2O→ [Me

(H2Om)]+2
2. адсорбционную плёнку кислорода:
Me – 2e + H2O→ Me / O + 2H+
3. оксид металла:
Me – 2e + H2O → MeO + 2H+
4. гидроксид металла:
Me – 2e + 2H2O→ Me (OH)2 + 2H+
5. комплексные ионы металла:
Me – 2e +nNH3→ [Me (NH3)n]+2
Me – 2e + nCN→ [Me (CN)n]–(n–2)
6. сложные анионы металла:
Me – 2e + 2H2O→MeO2–2 + 4H+
7. труднорастворимые соли:
Me – 2e + A–2→ MeA↓

Анодные процессы электрохимической коррозии

Слайд 4

Сложность анодных процессов состоит том, что анодная реакция может протекать одновременно

по двум направлениям, которые в свою очередь зависят от загрязнений присутствующих в коррозионной среде, в результате продукты коррозии получатся разные.
Так при коррозии меди в атмосфере могут получатся сложные оксисоли:
СuCl2 . 3Сu(OH)2 – морская атмосфера;
СuCО3 . Сu(OH)2 – промышленная атмосфера при повышенном содержании СО2;
СuSО4 . Сu(OH)2 – промышленная атмосфера при повышенном содержании SО2
Продукты коррозии со временем могут подвергаться дегидратации, меняя свой состав: 2Fe(OH)3 -2H2O Fe2O3. H2O

Анодные процессы электрохимической коррозии

Слайд 5

Каждая из перечисленных реакций протекает стадийно, в отдельных стадиях участвуют ионы

коррозионной среды. Количество стадий и их вид неизвестны даже для самых простых случаев коррозии.
Так для Fe в серной кислоте предложено 6 механизмов протекания анодной реакции коррозионного процесса и ни одному из механизмов окончательно не отдано предпочтение.
Сложность анодных процессов еще и в том, что в времени меняется состояние поверхности металла: меняется площадь металла и поверхность обогащается более положительными элементами.

Анодные процессы электрохимической коррозии

Слайд 6

Анализируя вид получающихся продуктов, можно сделать вывод, что они могут быть

растворимыми и нерастворимыми в коррозионной среде (электролите).
Если они растворяются в электролите, то, сл-но, не оказывают никакого тормозящего действия на скорость коррозии.
Если они нерастворимы, то тормозящее действие появится, но степень торможения будет зависеть от плотности, упорядоченности этих продуктов.
В том случае, если продукты коррозии получаются нерастворимыми и плотными металл практически перестает корродировать(пассивируется).

Анодные процессы электрохимической коррозии

Слайд 7

Состояние повышенной коррозионной стойкости металла, вызванное торможением анодного процесса за счет

образования адсорбционных пленок кислорода или труднорастворимых продуктов коррозии - называется пассивностью.
В зависимости от вида продуктов коррозии различают пассивность, вызванную кислородными соединениями металла (адсорбционная пленка кислорода, оксид, гидроксид) и солевую пассивность.

Модуль 5. Анодные процессы электрохимической коррозия Лекция 5.1

Пассивность металлов

Слайд 8

Явление пассивности впервые было отмечено еще Ломоносовым, но широко изучать его

начали только в 30 годы прошлого века в связи с разработкой первых потенциостатов, которые позволили снимать поляризационные кривые в потенциостатическом режиме.

Пассивность металлов

Слайд 9

Анодная поляризационная кривая
пассивирующегося металла
Модуль 5. Анодные процессы электрохимической коррозия Лекция 5.1

Слайд 10

На анодной поляризационной кривой выделяют следующие участки:
Участок АВ –

область активного растворения металла с образованием гидратированных катионов:
Me − ne + mH2O → [Me (H2Om)]+n
При потенциалах положительнее потенциала начала пассивации (Енп) происходит образование кислородных соединений металла по реакциям:
mMe − 2ne + nH2O → Mem/On + 2nH+
mMe − 2ne + nH2O → MemOn + 2nH+
Me − ne + nH2O → Me(OН)n + nH+
Анодный процесс при этом тормозится, зависимость lg(i) – Е становится нелинейной. При потенциале положительнее Енвп (потенциал начала видимой пассивации) торможение анодного процесса за счет образования пассивирующих пленок становится большим, чем увеличение его за счет роста потенциала, значение анодного тока падает (участок DE).

Модуль 5. Анодные процессы электрохимической коррозия Лекция 5.1

Анодная поляризационная кривая

Слайд 11

Участок ЕР – область пассивации. Растворение металла происходит с небольшой

скоростью, при этом на металле протекают параллельно две реакции:
а) растворение гидроксидных и оксидных пленок под воздействием окружающей среды:
Me(OН)n + nH+ → Men++ nH2O
MemOn+ 2nH+ → Me++2n/m+ nH2O
б) возобновление гидроксидной и оксидной пленки за счет электрохимических реакций:
mMe − 2ne + nH2O →MemOn + 2nH+
Me − ne + nH2O → Me(OН)n + nH+
Скорость определяющей реакцией в этом случае является химическая реакция растворения оксида и гидроксида, в связи с чем в области пассивации скорость растворения металла не зависит от потенциала.

Модуль 5. Анодные процессы электрохимической коррозия Лекция 5.1

Анодная поляризационная кривая

Слайд 12

При потенциалах положительнее потенциала Епереп (потенциал перепассиваци) металл начинает растворяться

с образованием сложных анионов металла:
Me + 2H2O − 2e → MeО2 –2 + 4H+
Me + 2H2O − 3e → MeО2 – + 4H+
В результате протекания этих реакций металл вновь активируется, на анодной кривой наблюдается увеличение тока.
Участок QR характеризует предельный ток, обусловленный замедленностью отвода образующихся анионов MeО2 –2, MeО2–
Очередное повышение величины тока на анодной кривой при потенциалах положительнее точки R связано с выделением кислорода по реакции:
2Н2О – 4e → О2+4Н+

Модуль 5. Анодные процессы электрохимической коррозия Лекция 5.1

Анодная поляризационная кривая

Слайд 13

Ход кривой с пассивацией во многом зависит от присутствия в

электролите ионов хлора. При их наличии область пассивации может уменьшиться и повышение тока начинается при потенциале Епит (потенциал питтингообразования). Металл в этом случае растворяется локально, на его поверхности появляется питтинг.
Влияние хлор иона на пассивность объясняется тем, что хлор–ионы, являясь поверхностно–активными, вытесняют адсорбированный кислород в порах оксидных и гидроксидных пленок, после чего поверхность металла в этих местах активируется, начинается локальное растворение металла:
2Me/O + 2Cl– → 2Me/Cl– + O2
При большом количестве хлор–ионов в электролите пассивация может вообще исчезнуть.

Модуль 5. Анодные процессы электрохимической коррозия Лекция 5.1

Анодная поляризационная кривая

Слайд 14

До 70 годов прошлого века интенсивно шла дискуссия какие продукты ответственны

за пассивность, вызванную кислород содержащими соединениями: адсорбционная пленка кислорода или фазовые пленки оксидов и гидроксидов.
Поэтому существовали две теории пассивации:
1. Адсорбционная теория
2. Теория фазовых пленок

Две теории пассивации

Слайд 15

Долговременное существование двух теорий объясняется тем, что ни одна из теорий

не могла объяснить всю совокупность экспериментальных данных по пассивности.
Фазовая теория пассивности
Хорошо объясняла ход классической анодной поляризационной кривой, но не объясняла частные ее случаи и влияние Cl– - иона на ее ход.
Подтверждалась опытом Эванса.
Присутствием на поверхности оксидных и гидроксидных пленок при потенциале коррозии

Две теории пассивации

Слайд 16

Адсорбционная теория пассивности
Хорошо объясняет влияние хлор-иона на пассивацию.
Пассивацию в две ступени.
Экспериментальные

данные по пассивности железа в 0,5% NaOH и Pt в KCl (6% оксида а скорость коррозии снижается в 4 раза, 12% в 10 раз).
Отсутствие оксидных пленок при пассивации никеля в растворах с аммиаком
Но не объясняет перепассивацию.

Две теории пассивации

Слайд 17

Явление пассивации с успехом используется в практике защиты металлов от

коррозии. ( Al, Cu, Zn при атмосферной коррозии, легирование металлов, и т.д.)
Фосфатирование, оксидирование, хроматирование.
Особенный интерес представляет пассивность металлов в высокоагрессивных электролитах (например, в сильных кислотах), в которых защищать металл особенно трудно. (Fe в серной кислоте, Ti в азотной и серной кислотах)
Анодная защита

Использование явления пассивности на практике.

Слайд 18

Чтобы проанализировать коррозионную ситуацию и оценить опасность коррозии необходимо выяснить:
По

какому пути идёт анодная реакция коррозионного процесса, т.е. какие продукты коррозии получаются: растворимые, нерастворимые, упорядоченные, неупорядоченные;
Какие катодные реакции идут на поверхности металла при коррозии, т.е. какие окислители её вызывают.

Анализ коррозионной ситуации

Слайд 19

1
3
5
7
9
11
13
2
12
10
8
4
6
+0.2
+0.8
-1.0
-0.4
Fe3+
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Fe
HFeO-2
E,B
pH
Fe2+

Слайд 20

1. рН<3
Два окислителя Н+ и О2 , продукты коррозии Fe+2

(растворимые). Коррозия очень опасна.
2. 3 <рН < 11,5
Окислитель О2 , продукты коррозии Fe(ОН)2 Fe(ОН)3 (нерастворимые, но неупорядоченные), коррозия опасна.

Поведение железа в условиях электрохимической коррозии

Слайд 21

11,5 <рН < 13
Окислитель О2 , продукты коррозии Fe(ОН)2 Fe(ОН)3

(нерастворимые, и упорядоченные), коррозия не опасна, железо пассивируется.
рН > 13-14
Окислитель О2 , продукты коррозии Fe(ОН)2 Fe(ОН)3 , FeO2-2 (нерастворимые упорядоченные и растворимые), коррозия увеличиваетсяю

Поведение железа в условиях электрохимической коррозии

Слайд 22

Vkop
PH
3
6
9
12
Рис. 1.3 Зависимость скорости коррозии железа от рН среды
Поведение железа

в условиях электрохимической коррозии

Слайд 23

Железо, углеродистые и низколегированные стали в условиях электрохимической коррозии необходимо защищать

во всех средах, кроме слабощелочных с рН от 11,5 до 13.

Поведение железа в условиях электрохимической коррозии

Слайд 24

Влияние внешних и внутренних факторов на электрохимическую коррозию

Слайд 25

Протекторная защита
Протекторная защита основана на особенностях коррозии двух металлов в

контакте. Согласно теории контактной коррозии, при контакте положительного металла М2 с более отрицательным М1 потенциал металла М2 смещается в отрицательную сторону, коррозия его при этом уменьшается или полностью прекращается.

Модуль 5. Анодные процессы электрохимической коррозия Лекция 5.1

Слайд 26

Анодная защита
Анодная защита применяется только для металлов, склонных к пассивации

в коррозионной среде. Она сводится к смещению потенциала металла из области активного растворения в область пассивации с помощью внешнего источника тока.

Модуль 5. Анодные процессы электрохимической коррозия Лекция 5.1

Слайд 27

Коррозионная диаграмма анодной защиты
Модуль 5. Анодные процессы электрохимической коррозия Лекция 5.1

Слайд 28

Модуль 5. Анодные процессы электрохимической коррозия Лекция 5.1

Слайд 29

Анодные реакции коррозионного процесса

Содержание

Анодные реакции электрохимической коррозии чрезвычайно многообразны и сложны. Однако. можно выделить

1. гидратированные катионы металла: Me – 2e + mH2O→ [Me

Сложность анодных процессов состоит том, что анодная реакция может протекать одновременно

Каждая из перечисленных реакций протекает стадийно, в отдельных стадиях участвуют ионы

Анализируя вид получающихся продуктов, можно сделать вывод, что они могут быть

Состояние повышенной коррозионной стойкости металла, вызванное торможением анодного процесса за счет

Явление пассивности впервые было отмечено еще Ломоносовым, но широко изучать его

Анодная поляризационная кривая пассивирующегося металлаМодуль 5. Анодные процессы электрохимической коррозия Лекция 5.1

На анодной поляризационной кривой выделяют следующие участки: Участок АВ –

Участок ЕР – область пассивации. Растворение металла происходит с небольшой

При потенциалах положительнее потенциала Епереп (потенциал перепассиваци) металл начинает растворяться

Ход кривой с пассивацией во многом зависит от присутствия в

До 70 годов прошлого века интенсивно шла дискуссия какие продукты ответственны

Долговременное существование двух теорий объясняется тем, что ни одна из теорий

Адсорбционная теория пассивностиХорошо объясняет влияние хлор-иона на пассивацию.Пассивацию в две ступени.Экспериментальные

Явление пассивации с успехом используется в практике защиты металлов от

Чтобы проанализировать коррозионную ситуацию и оценить опасность коррозии необходимо выяснить: По

13579111321210846+0.2+0.8-1.0-0.4Fe3+Fe(OH)3Fe(OH)2FeHFeO-2E,BpHFe2+

1. рН<3 Два окислителя Н+ и О2 , продукты коррозии Fe+2

11,5 <рН < 13 Окислитель О2 , продукты коррозии Fe(ОН)2 Fe(ОН)3

VkopPH36912Рис. 1.3 Зависимость скорости коррозии железа от рН средыПоведение железа

Железо, углеродистые и низколегированные стали в условиях электрохимической коррозии необходимо защищать

Влияние внешних и внутренних факторов на электрохимическую коррозию

Протекторная защита Протекторная защита основана на особенностях коррозии двух металлов в

Анодная защита Анодная защита применяется только для металлов, склонных к пассивации

Коррозионная диаграмма анодной защитыМодуль 5. Анодные процессы электрохимической коррозия Лекция 5.1

Модуль 5. Анодные процессы электрохимической коррозия Лекция 5.1

Модуль 5. Анодные процессы электрохимической коррозия Лекция 5.1

Похожие презентации

1. гидратированные катионы металла:
Me – 2e + mH2O→ [Me

Анодная поляризационная кривая
пассивирующегося металла
Модуль 5. Анодные процессы электрохимической коррозия Лекция 5.1

На анодной поляризационной кривой выделяют следующие участки:
Участок АВ –

Адсорбционная теория пассивности
Хорошо объясняет влияние хлор-иона на пассивацию.
Пассивацию в две ступени.
Экспериментальные

Чтобы проанализировать коррозионную ситуацию и оценить опасность коррозии необходимо выяснить:
По

1
3
5
7
9
11
13
2
12
10
8
4
6
+0.2
+0.8
-1.0
-0.4
Fe3+
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Fe
HFeO-2
E,B
pH
Fe2+

1. рН<3
Два окислителя Н+ и О2 , продукты коррозии Fe+2

11,5 <рН < 13
Окислитель О2 , продукты коррозии Fe(ОН)2 Fe(ОН)3

Vkop
PH
3
6
9
12
Рис. 1.3 Зависимость скорости коррозии железа от рН среды
Поведение железа

Протекторная защита
Протекторная защита основана на особенностях коррозии двух металлов в

Анодная защита
Анодная защита применяется только для металлов, склонных к пассивации

Коррозионная диаграмма анодной защиты
Модуль 5. Анодные процессы электрохимической коррозия Лекция 5.1