ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКАЯ КОРРОЗИЯ МЕТАЛЛОВ
Термодинамика электрохимической коррозии
Процесс электрохимической коррозии можно рассматривать как совокупность двух сопряженных реакций - анодной (окисление) и катодной (восстановление):
где D - деполяризатор (окислитель), присоединяющий к себе z электронов, освобождающихся в результате анодной реакции.
Термодинамическую возможность протекания коррозионного процесса можно определить с помощью уравнения
где F - число Фарадея; Е - разность потенциалов, характеризующих катодную и анодную реакции:
Согласно уравнению Нернста
где ф° - стандартные потенциалы; а - активность соответствующих ионов.
Величины стандартных электродных потенциалов Ф°М2+/м Различных металлов позволяют приближенно
судить о термодинамической нестабильности металлов. Чем более электроотрицателен электродный потенциал, тем менее стабилен металл.
С помощью уравнений (3.1) и (3.2) можно определить возможность протекания коррозионного процесса. Коррозия возможна, если AG < 0, т.е. если фк> фа. Коррозия невозможна, если фк < фа. При этом необходимо учитывать конкретные анодную и катодную реакции. Анодная реакция определяется природой соответствующего металла. Реакция катодной деполяризации протекает при взаимодействии освобождающихся электронов с ионами (водорода, металла), анионами кислот, нейтральными молекулами (кислородом, пероксидом водорода), нерастворимыми оксидами и гидроксидами или с органическими соединениями.
К основным катодным реакциям относится водородная и кислородная деполяризация:
На рис. 3.1 представлена диаграмма потенциал (ф) - водородный показатель (pH), позволяющая оценить воз-
Рис. 3.1. Диаграмма ф - pH
можность протекания коррозии с водородной и кислородной деполяризацией. Те металлы, потенциалы которых располагаются ниже линии равновесия кислородного или водородного электрода (кривые 1 и 2 соответственно), могут корродировать с водородной или кислородной деполяризацией. Металлы, потенциалы которых выше линии равновесия кислородного электрода, корродировать не должны. Они корродируют только в том случае, если в растворе содержится какой-либо другой деполяризатор (помимо Н+ и 02), потенциал восстановления которого положительнее потенциалов окисления этих металлов.
