Технология металлов и материаловедение
Внимание! эта страница распознана автоматически, поэтому мы не гарантируем, что она не содержит ошибок. Для того, чтобы увидеть оригинал, Вам необходимо
Если Вы являетесь автором данной книги и её распространение ущемляет Ваши авторские права или если Вы хотите внести изменения в данный документ или опубликовать новую книгу свяжитесь с нами по по .
Страницы: 1 2 3... 109 110 111 112 113 114 115... 398 399 400
|
|
|
|
F ти Наличием ионов объясняется электропроводность водных растворов электролитов. При пропускании постоянного электрического тока положительно заряженные ионы (катионы) направляются к отрицательному электроду источника тока — катоду; отрицательно заряженные ионы (анионы) к положительному электроду — аноду. Различают сильные и слабые электролиты. Вода также диссоциирует. НдОН * + ОН-, однако степень ее диссоциации очень мала. Недиссоциированные молекулы воды являются полярными молекулами — дипо Катион \ ^ I Анион 7-7 ^0 V Рис. 136. Строение гидратированных ионов (схема) ля МИ. В результате взаимодействия зарядов (силовых полей), ионов раствора и полярных молекул воды в растворе электролита образуются гидратированные ионы (рис. 136). Для понимания процессов коррозии нужно иметь в виду, что процесс гидратации сопровождается выделением энергии. Из приведенных кратких сведений следует, что и металл, и раствор электролита являются системами электрически заряженных частиц. Поэтому между ними неизбежно возникает электрохимическое взаимодействие. Устойчивость (стабильность) любого вещества определяется его энергетическим состоянием. Устойчивым будет такое состояние вещества, когда его энергия в данных условиях имеет наименьшее значение. У металлов значение свободной энергии больше, чем у их оксидов. Поэтому металлы устремятся перейти из неустойчивого металлического состояния в более устойчивое — ионное, т.е. окисленное состояние, например: FeFe^ + + 2е. Для такого перехода, связанного с уменьшением свободной энергии, необходимы определенные условия. Чаще всего они создаются при воздействии на металл коррозионной среды. Отсюда следует, что термодинамическая устойчивость определяется не только металлом, но и коррозионной внешней средой. Итак, первопричиной электрохимической (и химической) коррозии является термодинамическая неустойчивость металла в данных коррозионных условиях. При этом необходимо учесть, что термодинамическая нестабильность металла определяет возможность его коррозии, но не. является мерой ее скорости. Реальная скорость коррозионного процесса однозначно не определяется уменьшением свободной энергии, она зависит и от других факторов. Если энергия гидратации будет больше энергии связи ион-атома металла в решетке, то энергетический барьер для его вы I і кода в раствор будет преодолен и он перейдет в раствор в виде гидратированного катиона. В этом и заключается первичный процесс электрохимической коррозии. При взаимодействии металла с раствором электролита, содержащего ионы того же металла, могут протекать два процесса. 1. Переход ион-атомов из металла в раствор в виде гидратированных катионов. Этот случай возможен, когда свободная энергия ион-атомов в кристаллической решетке металла Ui больше, чем энергия катионов в растворе u2, т. е. при Ui t t/g. Преодоление энергетического барьера для выхода ион-атома обеспечивается вьщелением энергии гидратации, которая больше, чем энергия связи в металле. В результате перехода положительно заряженных ион-атомов в раствор сам металл заряжается отрицательно вследствие оставшихся в нем избыточных электронов. Перешедшие в раствор положительно заряженные ионы металла будут удерживаться силами электрического притяжения у поверхности металла. Таким образом, на границе металл—раствор образуется двойной электрический слой и возникает разность электрических потенциалов (скачок потенциала), причем металл заряжается отрицательно. 2. Разрядка катионов металла из раствора на поверхности металла и их выделение в виде нейтральных атомов, входящих в состав кристаллической решетки металла. Этот случай реализуется, когда U.2 t Ui, а энергия гидратации недостаточна для преодоления сил связи металла. В этом случае на границе металл—раствор также образуется двойной электрический слой, где металл заряжается положительно, прилегающий к нему слой раствора — отрицательно за счет скапливающихся анионов. Таким образом, при взаимодействии с раствором электролита металл заряжается отрицательно или положительно, приобретая определенный электрохимический потенциал. Если потенциал отрицательный, то металл термодинамически неустойчив и корродирует тем сильнее, чем меньше величина потенциала. Металл, получающий положительный потенциал и в данной среде не корродирующий, является термодинамически устойчивым. Отсюда следует, что при электрохимической коррозии термодинамическую устойчивость металла в данной среде можно оценивать по величине н знаку электрохимического нормального (стандартного) потенциала. При взаимодействии металла с раствором электролита возникают коррозионные элементы, работа которых определяет процесс электрохимической коррозии. Коррозионные элементы аналогичны гальваническим. В качестве примера рассмотрим работу такого элемента, когда два электрода (пластины) из железа и цинка погружены в 10%-ный раствор серной кислоты (рис., 137). 8 Кнорозов Б. В. и др. 225 224
Карта
|
|
|
|
|
|
|
|
Страницы: 1 2 3... 109 110 111 112 113 114 115... 398 399 400
Внимание! эта страница распознана автоматически, поэтому мы не гарантируем, что она не содержит ошибок. Для того, чтобы увидеть оригинал, Вам необходимо скачать книгу |
