Примеры решенных задач по коррозии металла

№ 12. Железное изделие покрыли свинцом. Какое это покрытие – анодное или катодное? Почему? Составьте уравнения анодного и катодного процессов коррозии этого изделия при нарушении покрытия во влажном воздухе и в соляной кислоте. Какие продукты коррозии образуются в первом и во втором случаях?

Ответ:

В кислоте

По механизму действия такое покрытие будет катодным.

Так как Е0(Fe2+/Fe) < Е0(Pb2+/Pb), то железо будет анодом, а свинец – катодом.

Электрохимическая схема коррозийного элемента будет иметь следующий вид:

А(-) Fe|HCl, H2O|Pb (+)K

Е0(Fe2+/Fe) = -0,44 В         Е0(Pb2+/Pb) = -0,126 В

Составим уравнение анодного и катодного процессов:

А(-) Fe – 2 eFe2+                1

K(+) 2H+ + 2 eH2↑             1

Fe + 2HCl = FeCl2 + H2

Продукты коррозии: хлорид железа (II) и газ водород.

Во влажном воздухе

По механизму действия такое покрытие будет катодным.

Так как Е0(Fe2+/Fe) < Е0(Pb2+/Pb), то железо будет анодом, а свинец – катодом.

Электрохимическая схема коррозийного элемента будет иметь следующий вид:

А(-) Fe|O2, H2O|Pb (+)K

Е0(Fe2+/Fe) = -0,44 В         Е0(Pb2+/Pb) = -0,126 В

Составим уравнение анодного и катодного процессов:

А(-) Fe – 2 eFe2+                         2

K(+) 2H2O + O2 + 4 e → 4OH-          1

2Fe + 2H2O + O2 = 2Fe(OH)2

Продукты коррозии: гидроксид железа (II).

№ 31. Учитывая величину перенапряжения реакции восстановления ионов водорода, объясните, почему амальгамирование цинка резко снижает его коррозию, а контакт с медью - увеличивает? Запишите коррозионные процессы.

Ответ:

В случае амальгирования

В образовавшейся коррозионной гальванопаре цинк, как более активный металл, будет заряжен отрицательно и будет подвергаться окислению, а ртуть - положительно, и на ней будет идти процесс восстановления кислорода:

А(-) Zn|H+, H2O|Hg (+)K

Е0(Zn2+/Zn) = -0,763 В         Е0(Hg2+/Hg) = +0,854 В

Составим уравнение анодного и катодного процессов:

А(-) Zn – 2 eZn2+      1

K(+) 2H+ + 2 eH2↑    1

Так как скорость выделения молекулярного водорода на ртути значительно больше, чем на цинке (ηН2(Hg) > ηН2(Zn)), то восстановление Н2 идет преимущественно на ртути, что понижает коррозию цинка.

В случае контакта с медью

В образовавшейся коррозионной гальванопаре цинк, как более активный металл, будет заряжен отрицательно и будет подвергаться окислению, а медь - положительно, и на ней будет идти процесс восстановления кислорода:

А(-) Zn|H+, H2O|Cu (+)K

Е0(Zn2+/Zn) = -0,763 В         Е0(Cu2+/Cu) = +0,337 В

Составим уравнение анодного и катодного процессов:

А(-) Zn – 2 eZn2+      1

K(+) 2H+ + 2 eH2↑    1

Так как скорость выделения молекулярного водорода на цинке значительно больше, чем на меди (ηН2(Cu) < ηН2(Zn)), то восстановление Н2 идет преимущественно на цинке, что увеличит коррозию цинка.

№ 50. Магниевая пластина в контакте с железной находятся в морской воде. С какой деполяризацией протекает коррозия? Запишите уравнения реакций.

Ответ:

В нейтральной среде коррозия всегда протекает с кислородной деполяризацией.

Так как в состав воды входит преимущественно соль NaCl, то ионы Cl-, адсорбируясь на поверхности металла, разрушают оксидную пленку и ускоряют процесс коррозии.

Так как Е0(Fe2+/Fe) > Е0(Mg2+/Mg), то магний будет анодом, а железо – катодом.

Электрохимическая схема коррозийного элемента будет иметь следующий вид:

А(-) Mg|O2, H2O|Fe (+)K

Е0(Fe2+/Fe) = -0,44 В         Е0(Mg2+/Mg) = -2,363 В

Составим уравнение анодного и катодного процессов:

А(-) Mg – 2 eMg2+                      2

K(+) 2H2O + O2 + 4 e → 4OH-          1

2Mg + 2H2O + O2 = 2Mg(OH)2