уравнение коррозии железа в кислой среде

О воде Общие понятия об электрохимической коррозии

Общие понятия об электрохимической коррозии

Коррозией называется процесс разрушения поверхности металла в результате химического или электрохимического воздействия на нее окружающей среды. Коррозия металлов в водной среде по своей природе процесс электрохимический. Роль коррозионных агентов при этом выполняют растворы электролитов.

Химически чистая вода очень слабый электролит. Электропроводность природных и сточных вод значительно выше, так как они содержат достаточно много разнообразных солей, диссоциирующих в воде на ионы.

Электропроводность металлов объясняется наличием в кристаллической структуре свободных или очень подвижных электронов. При контакте металлической поверхности с водой заряженные частицы металла (катионы) могут переходить в раствор, а электроны остаются в металле. В результате водный слой, контактирующий с металлом, приобретает положительный заряд, а оставшиеся в металле некомпенсированными электроны сообщат ему отрицательный заряд. Вследствие электростатического взаимодействия разноименно заряженных водного слоя и поверхности металла перешедшие в раствор катионы металла будут удерживаться на определенном расстоянии от его поверхности.

Если бы в этой системе не происходило никаких других электрохимических процессов, дальнейший переход ионов металла в раствор был бы невозможен, и процесс коррозии прекратился бы. Однако границе металлэлектролит свойственна электрохимическая неоднородность, обусловленная как различиями в физико-химическом состоянии отдельных участков поверхности металла, так и даже незначительными колебаниями концентрации электролита и растворенных в нем газов, неодинаковостью физических условий в разных точках. Вследствие этого на некоторых участках металлической поверхности оказывается возможным взаимодействие избыточных положительных ионов раствора с избыточными отрицательными зарядами металлаэлектронами. Электростатическое взаимодействие заряженного раствора и металла при этом нарушается, ионы металла вновь могут поступать в раствор.

Поскольку и металл, и электролит являются сложными системами, содержащими электрические заряды, на границе металлраствор возникает скачок электрического потенциала, который называют электродным потенциалом. Электрохимическая неоднородность границы металл-электролит приводит к тому, что электродный потенциал, возникающий на отдельных ее участках, оказывается различным. Это различие в электродных потенциалах на некоторых участках границы металл-электролит приводит к возникновению электрохимических пар (анодных и катодных участков), между которыми протекает коррозионный ток.

Электрохимическая коррозия протекает как два достаточно самостоятельных процесса:

1) анодный процесс, состоящий в переходе ионов металла в раствор; для железа он может быть представлен следующим образом:

2) катодный процесс, заключающийся во взаимодействии избыточных электронов металла с каким-либо атомом или ионом, способным восстанавливаться; основными реакциями на катоде являются восстановление протона до газообразного водорода

source