Электродные процессы при коррозии стали. Задачи 143 — 144

Электрохимические процессы при коррзии углеродистой стали и алитированного железа

 

Коррозия углеродистой стали и полированного алюминия 

Задача 143.
Составьте уравнения процессов, протекающих в каждом из случаев, и схему коррозионного элемента для случая электрохимической коррозии. Укажите тип коррозионного разрушения.
а) Полированная алюминиевая пластина в сухом воздухе при Т=398 К;
б) Пластина из углеродистой стали в растворе K24 при Т=298 К.
Решение:
а) На воздухе алюминий не реагирует с кислородом, потому что оксидная пленка пассивирует реакцию. При обычных условиях реакции с алюминием возможны только после удаления оксидной плёнки. Полированная алюминиевая пластина в сухом воздухе при нагревании подвергается действию кислорода по реакции: 

4Al + 3O2 = 2Al2O3.

Это пример химической коррозии.

б) При погружении в раствор K2SO4 пластины из углеродистой стали происходит электрохимическая коррозия. Так как K2SO4, соль, образованная сильной кислотой й сильным основанием, не подвергается гидролизу, то реакция среды будет нейтральной. Сульфат калия в растворе диссоциирует:

K2SO4 = 2К+ + SO42-.

На кристаллах Fe и Fe3C, содержащихся в углеродистой связи, возникают разные электродные потенциалы, причем, Е0(Fe, -0,44 В) < Е0(Fe3C, -0,50 В), следовательно, Fe будет играть роль анодных участков, а Fe3C — роль катодных участков.

Анод:  2|Fe0 – 2e = Fe2+
Катод: 1|O2 + 2H2O + 4e = 4OH

ионно-молекулярная формы процесса:

2Fe0 + O2 +  2H2O = 2Fe2+ + 4OH

Кислород растворен в растворе и, участвует в деполяризации — коррозия с кислородной деполяризацией.
Так как у анода ионы Fe2+ встречаются с ионами SO42-, образуется FeSO4 (Fe2+ + SO42- = FeSO4). У катода будут накапливаться ионы К+ и OH, образуется КОН (К+ + OH  = КОН).
Схема коррозионного элемента:

(-)Fe|Fe2+||H2O + O2|Fe3C(+).
 


Коррозия алитированного железа

Задача 144.
Какой металл в алитированном железе1, по отношению к покрываемому металлу, является анодом или катодом? Почему? Составить электронные уравнения анод и катод процессов коррозии изделия при нарушении покрытия во влажном воздухе. Какие продукты коррозии при этом образуются?
Решение:
Стандартные электродные потенциалы алюминия и железа равны соответственно -1,66 В и -0,44 В.  Окисляться, т.е. подвергаться коррозии, будет алюминий.
Алюминий имеет более электроотрицательный стандартный электродный потенциал (-1,66 В), чем железо (-0,44 В), поэтому он является анодом, железо – катодом.

Коррозия пары металлов Al/Fe в атмосфере влажного газа

Анод         2 |Al0 – 3электрона  = Al3+ 
Катод        3 |1/2O2 + H2O + 2электрона = 2ОН

Видео:Электрохимическая коррозияСкачать

Электрохимическая коррозия

Схема коррозии:

2Al + 3/2O2 + 3H2O = 2Al(OH)3

Так как ионы Al3+ с гидроксид-ионами ОН образуют нерастворимый гидроксид, то продуктом коррозии будет Al(OH)3:

Al3+  + 3OH = Al(OH)3.
 


1Алитированное железо — это низкоуглеродистая сталь, покрытая тонким слоем алюминия для повышения ее коррозионной стойкости. При насыщении поверхности стали алюминием на глубину 0,02—1,2 мм создается плотная н прочная антикоррозийная пленка. Насыщенная алюминием поверхность стали имеет высокую жароупорность. Алитированная сталь обладает коррозионной стойкостью алюминия и прочностью стального листа. 

🌟 Видео

Коррозия металла. Химия – ПростоСкачать

Коррозия металла. Химия – Просто

Гальванические элементы. 1 часть. 10 класс.Скачать

Гальванические элементы. 1 часть. 10 класс.

Коррозия металлов и меры по ее предупреждению. 8 класс.Скачать

Коррозия металлов и меры по ее предупреждению. 8 класс.

Межкристаллитная коррозияСкачать

Межкристаллитная коррозия

Коррозия металловСкачать

Коррозия металлов

Технологический институт - гальванический элемент, электролиз, коррозия. Задачи.Скачать

Технологический институт -  гальванический элемент, электролиз, коррозия. Задачи.

Задачи на гальванический элемент. Продукты в ОВР. Ч.5-4.Скачать

Задачи на гальванический элемент. Продукты в ОВР. Ч.5-4.

Коррозия металла (часть 2). Химия – ПростоСкачать

Коррозия металла (часть 2). Химия – Просто

Электрохимия. Гальванический элемент Даниэля-ЯкобиСкачать

Электрохимия. Гальванический элемент Даниэля-Якоби

Коррозия металлов и её предупреждениеСкачать

Коррозия металлов и её предупреждение

Коррозия металлов и способы защиты от нееСкачать

Коррозия металлов и способы защиты от нее

8. Коррозия металловСкачать

8. Коррозия металлов

Классификация коррозионных процессовСкачать

Классификация коррозионных процессов

Лекция 08 :: Электрохимические системы. Электролиз. Коррозия.Скачать

Лекция 08 :: Электрохимические системы. Электролиз. Коррозия.

Химия. Коррозия металловСкачать

Химия. Коррозия металлов

Урок 22. Коррозия металлов. Химия 11 классСкачать

Урок 22. Коррозия металлов. Химия 11 класс

Учебный фильм «Коррозия металлов, способы защиты от неё» Скачать

Учебный фильм «Коррозия металлов, способы защиты от неё»

Опыт: электрохимическая коррозияСкачать

Опыт: электрохимическая коррозия
Поделиться или сохранить к себе:
Конспекты лекций по химии