Коррозия металлов - (от латинского corrodere
- грызть) процессы, происходящие в результате химического воздействия
окружающей среды, в результате которых происходит разрушение металлов.
Морская вода – отличный электролит. Именно из-за наличия в
морской воде растворенных хлоридов (ионов-активаторов Cl-) она
обладает депассивирующим действием, по отношении к металлической поверхности
(разрушает и предотвращает появление пассивных пленок на поверхности металла).Что происходит, когда железная пластинка и пластинка железа
скрепленная медной погружена в морскую
воду? И в первом и во втором случае происходит электрохимическая коррозия.В ней происходит медленное растворение металлического
материала с более низким окислительно-восстановительным потенциалом; второй
электрод в паре, как правило, не коррозирует. Особо подвержены риску места
соприкосновения металлов с различными потенциалами
ЖЕЛЕЗНАЯ ПЛАСТИНКА: Важную роль в процессе коррозии играет
неоднородность (на микроуровне) поверхности железа. На практике эта
неоднородность может быть вызвана примесями (легирующие добавки), включениями
(цементит Fe3C), границами зерен микрокристаллов железа, микротрещинами,
различной степенью шероховатости поверхности и т. д. Из-за этого атомы железа
на разных участках имеют различную способность отдавать электроны, т. е.
окисляться, и в результате возникают гальванические элементы микроскопических
размеров:
Fe — 2e– = Fe2+
Участок железа, на котором протекает этот процесс,
играет роль анода.
Соседние участки металла, обладающие другими свойствами, выполняют роль
катода. Электроны, отданные атомами железа, по металлу переходят на эти участки
и вызывают процесс восстановления. На катоде одновременно протекают процессы
восстановления воды и растворенных в воде молекул кислорода:
H2O + 2e– = 2OH– + H2↑;O2 + 2H2O + 4e– = 4OH–.
В конечном результате из ионов железа(II) и гидроксид-ионов образуется
гидроксид железа(II), который далее окисляется до гидроксида железа(III)
переменного состава, являющегося основным компонентом ржавчины. Упрощенно эти
процессы можно выразить следующим образом:
Fe2+ + 2OH– = Fe(OH)2;
Fe(OH)2 + O2 + H2O → Fe2O3 · xH2O.
Что происходит, если медь Cu контактирует с железом
Fe в среде электролита. Такая система
представляет собой гальванический элемент, ЖЕЛЕЗО в ряду напряжений находятся правее чем медь (Cu - медь правее Fe -
железа). А значит, как только оба металла попадают в электролит (проводник
тока- морская вода), то сразу образуют гальваническую пару. Более активный
металл (стоящий левее) заряжается положительно - железо - анод (+), а менее активный - медь становится катодом(-) заряжается отрицательно.
Железо отдает электроны меди и переходит в раствор в виде ионов. Ионы водорода
движутся к меди, где разряжаются. Катод постепенно становится более
отрицательным, в конце-концов становится равным потенциалу анода и коррозия
замедляется.