Процессы при кислородной и водородной деполяризации

Решение задач на составление электронных уравнений катодных и анодных процессов

Задание 299

Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов с кислородной и водородной деполяризацией при коррозии пары алюминий — железо. Какие продукты коррозии образуются в первом и во втором случаях?

Решение:
Алюминий имеет более электроотрицательный стандартный электродный потенциал (-1662 В), чем железо (-0,44 В), поэтому алюминий является анодом, железо – катодом.

Анодный процесс – окисление металла:  Al⁰ — 3    = Al³⁺ 

и катодный процесс – восстановление ионов водорода (водородная деполяризация) или молекул кислорода (кислородная деполяризация). Поэтому при коррозии пары Al — Fe с водородной деполяризацией происходит следующие процессы:

Анодный процесс: Al⁰ — 3    = Al³⁺ 
Катодный процесс: в кислой среде: 2Н⁺ + 2  = Н₂⁰

Продуктом коррозии будет газообразный водород соединение алюминия с кислотным остатком (соль). 

При коррозии пары Al — Fe в атмосферных условиях на катоде происходит кислородная деполяризация, а на аноде – окисление железа:

Анодный процесс: Al⁰ — 3    = Al³⁺ 
Катодный процесс: в нейтральной среде: 1/2O₂ + H₂O + 2  = 2OH^—

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

Задание 300
Как протекает атмосферная коррозия железа, покрытого слоем никеля, если покрытие нарушено? Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов. Каков состав продуктов коррозии?
Решение:
При нарушении цинкового покрытия на железе атмосферная коррозия протекает с разрушением цинкового покрытия, так как цинк имеет более электроотрицательный стандартный электродный потенциал (-0,763 В), чем у железа (0,44 В), то цинк будет являться анодом, а железо – катодом.

Электрохимические процессы коррозии:

Анодный процесс: Zn⁰ -2   = Zn²⁺
Катодный процесс: в нейтральной или щелочной среде: 1/2O₂ + H₂O + 2   = 2OH^—

Так как ионы Zn²⁺ с гидроксильной группой OH- образуют нерастворимый гидроксид, то продуктом атмосферной коррозии цинка будет Zn(OH)₂.