Электронные уравнения анодного и катодного процессов коррозии в атмосфере и в растворах 

Коррозия при контакте марганца со свинцом или железом

Задача 123.
Контактируют 2 пары металлов Mn/Sn; Mn/Fe. В каком случае идет интенсивнее коррозия и какой металл корродирует? Почему? Составить электронные уравнения анодного и катодного процессов коррозии в атмосфере влажного газа и в растворе кислоты (H₂SO₄). Каков состав продуктов коррозии?
Решение:

Электродная пара металлов Mn/Sn (Fe = -0,44 В)

Стандартные электродные потенциалы марганца и олова равны соответственно -1,180 В и -0,136 В.  Окисляться, т.е. подвергаться коррозии, будет марганец.Марганец имеет более электроотрицательный стандартный электродный потенциал (-1,180 В), чем олово (-0,180 В), поэтому он является анодом, олово – катодом.

а) Коррозия пары металлов Mn/Sn в атмосфере влажного газа

Анод          Mn – 2  = Mn²⁺ 
Катод         1/2O₂ + H₂O + 2 = 2ОН^–

Видео:Коррозия Металла Russian Vodka OriginalСкачать

Схема коррозии:

Mn + 1/2O₂ + H₂O = Mn(OH)₂
Так как ионы Mn²⁺ с гидроксид-ионами ОН^– образуют малорастворимый гидроксид, то продуктом коррозии будет Mn(OH)₂:

Mn²⁺  + 2OH^– = Mn(OH)₂
              
б) Коррозия пары металлов Mn/Sn в растворе кислоты (H₂SO₄)

Анод         Mn – 2  = Mn²⁺ 
Катод         2Н⁺ + 2  = Н₂
             Mn + 2H⁺ = Mn²⁺  + H₂↑

Так как ионы Mn²⁺ с ионами SO₄^2- образуют растворимую соль, придающая светло-розовую окраска раствора, то продуктом коррозии будет MnSO₄:

         Mn²⁺ + SO₄^2- = MnSO₄
         
Образуется сульфат ьарганц и при этом выделяется газообразный водород. Происходит интенсивное разрушение марганца.

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

Таким образом, при контакте марганца и олова коррозии будет подвергаться марганец.
 

Коррозия при контакте свинца с магнием

Задача 124.
Какой металл из 2х, находящихся в контакте, будет подвергаться коррозии? Указать катодный и анодный процессы, записать схему и продукты коррозии: 
Pb/Mg в нейтральной среде.
Решение:
Стандартные электродные потенциалы свинца и магния равны соответственно -0,136 В и -2,38 В. Окисляться, т.е. подвергаться коррозии, будет магний. 

Потенциал, отвечающий электродному процесу: 

2Н⁺ + 2  = Н₂↑

В нейтральной среде, потенциал равен приблизительно -0,41 В. Следовательно, ионы водорода, находящиеся в воде и в нейтральных водных средах, могут окислять только те металлы, потенциал которых меньше, чем -0,41 В, — в данном случае это может быть магний, его потенциал намного меньше (-2,38 В). 

В нейтральной среде коррозия металла протекает с кислородной деполяризацией, т.е. роль деполяризатора выполняет кислород, растворенный в воде. Этот вид коррозии наиболее широко распространен в природе: он наблюдается при коррозии металлов в воде, почве и в незагрязненной промышленными газами атмосфере.

Магний имеет более электроотрицательный стандартный электродный потенциал (-2,36 В), чем свинец (-0,136 В), поэтому он является анодом, свинец – катодом.

При коррозии пары Pb/Mg в нейтральной среде на катоде происходит кислородная деполяризация, а на аноде – окисление магния:

Анодный процесс: Mg⁰ — 2  = Mg²⁺ 
Катодный процесс: в нейтральной среде: 1/2O₂ + H₂O + 2   = 2OH^– (O₂ ↑+ 2H₂O + 4  = 4OH^–)

Схема коррозии:

Видео:Коррозия металла. Химия – ПростоСкачать

Mg + 1/2O₂ + H₂O = Mg(OH)₂

Так как ионы Mg²⁺ с гидроксид-ионами ОН^– образуют нерастворимый гидроксид, то продуктом коррозии будет Mg(OH)₂: 

Mg²⁺ + 2ОН^– = Mg(OH)₂

Таким образом, при контакте свинца и магния коррозии будет подвергаться магний.