1. Квантово-механични представи за строежа на електронната обвивка на атома. Квантови числа


Кинетика на електродните процеси. Електролиза



страница3/6
Дата14.01.2019
Размер404.5 Kb.
#109720
1   2   3   4   5   6

12.Кинетика на електродните процеси. Електролиза.

Същността на електролизата се състои в това че при пропускане на ел. ток, през воден р-р или стопилка на електролити, на електродите се извършват химически процеси за сметка на ел.ток. Ако в този р-р потопим два медни електрода без да ги свързваме с източник на ток, ще започне да се извършва следния процес:

Медните катиони от р-ра ще започнат да се отлагат в/у електродите, при което метала ще се натовари положително, а р-ра – отрицателно. Започва и обратния процес и след кратко време се установява динамично равновесие и равновесния потенциал на медта. Той се х-за със следното – масата на електрода и състава на електролита остават непроменени неопределено дълго време. Стойността на потенциала също така не се променя с течение на времето.

Ако свържем двата електрода с източник на постоянен ток започват да се извършват електролизни процеси. От отрицателния полюс на източника на ток към катода(- полюс на електролизната клетка) се отправят електрони и неговият потенциал се измества в отрицателна посока със някаква ст-ст ΔЕ(катодна). Новият потенциал, който се получава се нарича “потенциал под ток” и се бележи с (ЕI). Той зависи от големината на тока и не се подчинява на у-ето на Нернс. При постоянна ст-ст на тока и потенциала под ток получава постоянна ст-ст и тогава се нарича стационарен потенциал.

Електролизния процес, който се извършва на катода е отелектризирането на медните катиони от р-ра. (К) Cu2+ + 2.e. = Cu.

Масата на катода се увеличава, а концентрацията на медните йони в р-ра намалява. В р-ра има още и водородни катийони. Те обаче не се отелектризират, защото на катода се извършва винаги тази реакция, чиито потенциал е най-положителен (Е0Cu > E0H).

От анода се отправят електрони към полож. полюс на източника на ток, потенциала на анода се измества в положителна посока с някаква ст-ст ΔЕ(анодна). И тука се установява потенциал под ток и стационарен потенциал. На анода е възможно протичането на три вида реакции. (А): (1)Cu – 2.e. = Cu2+ (2)2Cl- - 2.e = Cl2 (3)2OH- - 2.e = H2O + ½O2.

На анода се извършва този процес, който потенциал е най-отрицателен (или най-малко положителен) Поради това че потенциала на медния електрод е най-малко положителен се извършва (1). Масата на електрода намалява, а концентрацията на медните йони нараства. Ако електролизата се извърши с неразвтворими електроди, тогава при малка големина на тока, на анода ще започне извършването на (3), при по-голям ток обаче започва да се отделя хлор т.е. извършва се (2), защото двете поляризационни криви се пресичат. Практически когато се подлага на електролиза, р-р съдържащ йоните на халогенните елементи (Cl, Fl ..) винаги те се отделят на анода.

Електрическия ток е едновременно силен окислител и силен редуктор, на катода се извършва редукция, а на анода окисление.

Електролиза на натриев сулфат. – Na2SO4

Na2SO4 ↔ 2Na+ + SO42-; H2O ↔ H+ + OH-;

При пропускане на постоянен ток, към катода ще се отправят H+ и Na+ йони. Поради много отрицателния потенциал на натриевия електрод, на катода се отделя водород. (К-): 2H+ + 2.e = H2. Водородните атоми, които се отелектризират, не идват от вътрешността на р-ра, а се получават в резултат на нарушение на равновесието на дисоциация на водата. Останалите хидроксилни йони около катода образуват NaOH  Na+ + OH- = NaOH., която променя средата в основна pH > 7.

Към анода се отправят сулфатните и хидроксилни йони и тъй като потенциала на кислородния електрод е по-малко положителен от този на сулфатния, на анода се отделя O2. (А+): 2OH- - 2.e = H2O + ½O2. Хидроксилните йони които се отелектризират, се получават от дисоциацията на водата около анода. Сулфатните и водородни йони остават около анода и правят средата кисела. SO42- + 2H+ ↔ H2SO4 (pH < 7)



13a.Поляризационни явлвния при електролиза. Видове поляризации.

Електродната поляризация представлява потенциалната разлика м/у потенциала под ток и равновесния потенциал. Бележи се с (ΔЕ) = ЕI - ER. Електродната поляризация зависи от големината на тока. Ако през с-мата не преминава ел.ток, електродната поляризация е =0.

Електродната поляризация представлява изменението на потенциала под ток в сравнение с равновесния потенциал. Потенциала на катода се измества винаги в отрицателна посока. Затова катодната поляризация има винаги отрицателна стойност. ΔЕКАТ. = ЕI – ER < 0. Потенциала на анода се измества винаги в положителна посока, поради което анодната поляризация е винаги положителна величина. ΔЕАНОД. = ЕI – ER > 0.

От хим. кинетика е известно че скоростта на една сложна хетерогенна реакция състояща се от редица последователни етапи се определя от най-бавния етап. В електрохимията процес е също така сложна хетерогенна реакция, чиято скорост се определя от най-бавния етап. Със него е свързана и електродната поляризация. Ако не е известна природата на този най-бавен етап вместо поляризация може да се използва термина “електродно свръхнапрежение”. Принципна разлика м/у двете няма. В някои случаи термина свръхнапрежение се свързва с участниците в даден електро-химичен процес. (пр. О2 свръхнапр.; Н2 свръхнапр и др.);

Видът и природата на етапите от които се състои един електро хим. процес, могат да се видят от следния пример: При електролиза на меден хлорид с неразтворими електроди, например платинени, на катода ще се отдели мед, а на анода – хлор.

Аноден процес

1)транспорт на хлорните йони от вътрешността на разтвора до повърхността на електрода.

2)отдаване на електрони, разрушаване на хидратната обвивка на йоните и адсорбция на металните атоми на повърхността на анода.

3)Рекомбинация на хлорните атоми и образуване на молекула хлор

4)Отделяне на газообразния хлор от разтвора.

Катоден процес

1)Транспорт на медните йони от вътрешността на разтвора до повърхността на електрода.

2)Приемане на електрони, разрушаване на хидратната обвивка на йоните и адсорбция на медните атоми на повърхността на катода.

3)Движение на медните атоми по повърхността на катода до намиране на най-изгодното в енергетично отношение място за доизграждане на кристалната решетка.

Това са етапите които се получават при отелектризирането на прости медни йони. Но при отелектризирането на комплексни медни йони и общо метални йони, могат да се извършат следните процеси. Например при Cu(CN)2:

[1].1.Cu(CN)-2 ↔ CuCN+ + CN- 2.CuCN ↔ Cu+ + CN- 3.(K) Cu+ + e = Cu

[2].1.Cu(CN)-2 ↔ CuCN+ + CN- 2.(K) CuCN + e = Cu + CN-

[3].1.(K) Cu(CN)-2 + e = Cu + 2CN-

По [1] много просто и логично обяснява получаването на медно покритие. Комплексния цианов йон се дисоцира при което се получават прости медни йони. Това означава че електролитната дисоциация, която е един чисто химичен процес, може да бъде етап на електрохим. процес. Поради много голямата устойчивост на комплексните цианови йони, концентрацията на простите медни йони е нищожно малка. Поради това електродната поляризация е висока. Полученото покритие е равномерно със много добра адхезия към основния метал.

По-късни изследвания показват обаче, че за да се получи медно покритие при тази минимална концентрация на медни йони, те трябва да се движат в р-ра с огромна скорост, по-голяма от тази на светлината.

Затова за правилна се приема [3] схема. Комплексния меден анион се адсорбира в/у анода, деформира се и се разгражда със отелектризирането на простия меден катион. Процеса е съпроводен с висока катодна поляризация и голяма загуба на енергия. Полученото покритие е качествено, равномерно с добра адхезия.

В зависимост от природата на най-бавния етап на ел.хим. процес различаваме следните основни видове поляризация:



1)Концентрационна поляризация. Тя бива:

А)Дифузионно свръхнапрежение т.е. сврхнпр. на транспорта.

Б)Химично сврхнпр.

2)Активационна поляризация Тя бива:

А)Електрохимично свръхнапрежение или сврхнпр на електронния преход.

Б)Фазово свръхнапрежение.
1.А)Дифузионно сврхнпр. – [ ς D]

То се наблюдава, когато най-бавния етап на ел.хим. процес е транспорта на йоните от върешността на р-ра до повърхността на електрода и обратно.

При потапяне на два медни електрода в р-р на медна сол се установява равновесния потенциал на медта. Ако свържим двата електрода с източник на постоянен ток, започва извършването на електролизата. Към катода се отправят медните катиони, които започват да се отелектризират. (К-) Cu2+ + 2.e = Cu. Колкото е по-голям тока толкова по-бързо се извършва този процес. Постепенно концентрацията на медните катиони около катода ще започне да намалява. Тъй като най-бавния етап на процеса е транспорта на йоните от вътрешността на р-ра до повърхността на електрода, в даден момент концентрацията на медните катиони около катода ще стане по-малка от йоните във вътрешността на р-ра. Това води до изместване на потенциала на катода в отрицателна посока т.е. появила се е катодна поляризация.

На анода се извършва разтваряне на медния електрод (А+) Cu – 2.e = Cu2+. Концентрацията на медните йони около анода започва да се увеличава и в даден момент тя ще стане по-голяма от концентрацията на медните йони във вътрешността на р-ра. Причината пак е забавения транспорт. Това предизвиква изместване на анодния потенциал в положителна посока.

Транспорта на йоните в един р-р може да се осъществи чрез миграция, дифузия и конвекция.

Миграцията е движението на йоните под действието на приложеното ел. поле. Катионите се отправят към катода, анионите към анода.

Дифузията се наблюдава когато в отделни части на р-ра има различна концентрация на едно в-во или две различни в-ва.

Конвекцията се осъществява чрез движение на електролита. Това може да се дължи на разбъркване на р-ра или на ралзлика в температурата .

1.Б)Химично сврхнпр. [ ς ch]

То се наблюдава когато най-бавния етап на ел. хим. процес е чисто химична реакция, чиято скорост НЕ зависи от стойността на електродния потенциал. (напр. електролитна дисоциация)

2.А)Електрохимично сврхнпр. [ ς ]

В този случай най-бавния етап на процеса е отдаването или приемането на електрони от йоните на граничната повърхност (мет. – електр.) Процесът е сложен, защото се извършва разграждане или изграждане на хидратната обвивка на йоните.

2.Б)Фазово сврхнпр. [ ς f]

При него най-бавния етап е разграждането или изграждането на кристалната решетка, преминаване в една или друга полиморфна форма и др.



Извод: ΔЕ = сбора от всички свръхнапрежения.

13b.Кинетика на катодното отделяне на водород. Водородно свръхнапрежение. Съвместно отделяне на водород и метал.

В кисела среда на катода се отелектризират хидрокссиниевите йони (H3O+). Този йон приема елетрони и се отделя H + H2O : (H3O+ + e = H + H2O).

В основна среда се предполага че целите молекули вода приемат електрони и се получава H + OH- : (H3O+ + e = H + OH-).

Отделянето на H на катодасе извършва винаги при потенциал доста по-отрицателен от равновесния потенциал. Разликата м/у потенциала под ток и равновесния потенциал се нарича водородно свръхнапрежение.

Според Тафел причина за H-сврхнпр е забавената рекомбинация на адсорбираните от катода водородни атоми.

Според Хейровски причина за водородното свръхнапрежение е забавената електрохимична десорбция. (H+ + H- = H2), (H+ + e = H ,, H + e = H-).

Според Фолмер и Фрунмкин причина за H-сврхнпр. е бавното преминаване на електрони през граничната повърхност (електролит – електрод).

Във всички разгледани теории се смята че причина за водородното сврхнпр. е възникването на активационна поляризация. Смята се че концетрационна поляризация НЕ може да възникне, защото H- йон е с много малки размери, което му позволява лесно и бързо да се движи в електролита. H-сврхнпр. зависи от редица фактори като: плътнност на тока; състав на електролита и др.

От плътността на тока зависимостта се дава от израза: ŋ(H2) = a + b.lg(i); i-плътност на тока. т.е. големина на тока за единица повърхн. (А/дм2); a,b – конст. Константата “а” се изменя в широки граници, зависи от състава на електролита, Т0 и др. С увеличение на плътността на тока водородното сврхнпр. нараства.

Повишението на концентрацията на водородните йони намалява водородното сврхнпр, а зависимостта от pH на р-ра показва че то е най-високо в неутрална среда.

Повишението на Т0 намалява H-сврхнпр. поради увеличавене на скоростта на движение на йоните.

H-сврхнпр. има голямо значение за практиката. Ако се извършва електролиза с цел получаване на водород на катода, трябва тя да се извършва при условия когато H-сврхнпр. е най-малко. В този случай ще се пести енергия.

Когато се получават метални покрития е необходимо да се спазват такива условия при които H-сврхнпр. е високо. Тогава ще се отделя предимно метал и използваемостта на тока ще бъде голяма. Водородът, който се отделя води до получаване на лошокачествено покритие.

H-сврхнпр. е от много голямо значение за получаване на някой метали, например Zn. Поради силно отрицателния потенциал на цинка, поцинковането на детайли е възможно само благодарение на високото H-сврхнпр. в/у цинка.

При някой метали като например – мобидан, волфрам – водорода се отделя с малко сврхнпр. поради което е невъзможно получаването на качествено покритие от тези метали.

Съвместно отделяне на метал и водород.

Различаваме 4 случая на съвместно отделяне на мет. и H.

1)При всички плътности на тока, потенциала на метала е по-положителен от този на H. На катода се отделя само метал и използваемостта на тока е 100%. Това се наблюдава при електроположителните метали като CU, Ag, Au и др.

2)При всички плътности на тока, потенциала на метала е по-отрицателен от този на H. На катода се отделя само водород. Наблюдава се при силно електроотрицателните метали – Na, K, Ca, Al и др.

3)Поляризационните криви на метала и H са разположени близко една до друга. При ниските плътности на тока, на катода, се отделя предимно метал, а при по-високи плътности започва отделяне и на водород.

4)Поляризационните криви на метала и H се пресичат. В точката на пресичане се отделят еквивалентни количества метал и водород. При по-ниска плътност на тока се отделя предимно метал, а при по-висока – предимно водород.



14.Първични химични източници на ел. енергия – галванични и горивни елементи. Процеси.

Всеки химичен източник на ел.ток (ХИЕТ) представлява два електрода потопени в един и същи или два различни електролита, които се намират в контакт. На единия електрод се извършва редукция, а на другия – окисление.

В електролизната клетка на катода(-) се извършва редукция, а на анода(+) – окисление. В галваничния елемент е точно обратното – на (-) – окисление, а на (+) – редукция. За уеднаквяване на терминологията е прието независимо от заряда на електрода, там където се извършва редукция електрода се нарича катод и процесите са катодни, електрода на който се извършва окисление се нарича анод, а процесите анодни.

Различаваме следните ХИЕТ.

1)Първични източници на ел.ток. или галванични елементи. Те се използват само еднократно поради изразходване на токодоставящите в-ва.

2)Вторични източници на ел.ток. или акумулатори. При тях токодоставящите в-ва се регенерират чрез пропускане на ел.ток в обратна посока.

3)Горивни елементи, които по своето действие приличат на галваничните елементи, но притежават някои конструктивни особености.

Галванични елементи – галваничен елемент на Даниел-Якоби.

Това представлява Zn- пластинка потопена в р-р на ZnSO4. При потапянето на Zn в р-ра започва отделяне на цинкови йони от метала към р-ра. Цинка се натоварва отрицателно, от некомпенсираните електрони, а р-ра положително. (А-) Zn – 2.e = Zn2+.

При потапяне на Cu в р-ра на медни йони, започва преимуществено отделяне на йони от р-ра в/у метала. Метала се натоварва положително, а р-ра – отрицателно. (K+) Cu2+ + 2e = Cu.

При свързването на свата електрода с продводник, започва движение на електроните от Zn към Cu електрод, който (Cu елек) ги отдава на положителните медни йони в р-ра. Масата на Zn електрод намалява, т.е. той кородира, а масата на медния електрод се увеличава. Двата електролита трябва да бъдат непременно в контакт, затова се използва U-образна тръбичка пълна с цинков сулфат. Това е необходимо защото около Zn-електрод нараства концентрацията на цинкови (+) йони, а около мендия електрод нараства концентрацията на (-) сулфатни йони.

Електролитите като цяло са електронеутрални т.е. броя на (+)йони = броя на (-)йони. Затова е необходимо контакт м/у двата електролита, при което цинкови йони се движат към р-ра на сулфата и обратно.

Галваничния елемент на Д-Я е обратим галваничен елемент, защото отговаря на следните 2 условия:

1)ако не черпим ток от него, не се извършва взаимодействие м/у металните електроди и р-рите в които са потопени.

2)при пропускане на ел. ток в обратна посока се извършват точно обратните процеси.

Пример за необратим галваничен елемент е този на Волта. Той представлява Zn и Cu електроди потопени в р-р на H2SO4 : (K) 2H+ + 2.e = H2 (A) Zn – 2.e = Zn2+. Той е необратим, защото: 1)ако не черпим ток, м/у Zn и H2SO4 протича вазимодействие 2)ако пропуснем ток в обратна посока няма да протекат обратните процеси.

Галваничния елемент съгласно стандартите се записва по следния начин: от ляво – анода; от дясно – катода (Zn | ZnSO4 || CuSO4 | Cu).

Забелязва се че от всеки два метала може да се конструира галваничен елемент. Неговото ЕДН ще бъде толкова по-голямо колкото по-голяма е разликата в потенциалите на двата метала. Най-изгодно е да се работи с алкални и благородни метали.

Сухите главанични елементи представляват Zn патрон, който играе ролята на анод. Като катод се използва въглен или графит около който е запресован магнезиев диоксид. За електролит се използва смес от ZnCl, NH4Cl, KOH.

Горивнив елементи.

При термоелектрическите централи се използва около 40% от химичната енергия на горивото. При двигателите с вътрешно горене – около 10-20%. При горивните елементи се използва около 70% от енергията на горивото. Като гориво се използва водород, метан, въглероден оксид и др. Това е редуктора, а като окислител се използва кислород или въздух.

Да разгледаме въглеродо-кислороден горивен елемент.

Горивото се подава на анода(-), а окислителя на катода(+). Електродите са потопени в подходящ електролит. На анода протичат окислителни реакции, на катода – редукция на окислителя (О2), а в електролита – движение на йоните.

(А): 2H2 – 4.e + 4OH- = 4H2O

(K): O2 + 2H2O + 4.e = 4OH-

От голямо значение са корозионните електроди в/у които се отлага катализатор, който най-често е платина но може и никел. Характерно за горивнив елемент е че той може да се използва неопределено дълго време, защото токодоставящите в-ва се подават напрекъснато и получените в-ва се отвеждат непрекъснато.

15.Вторични химични източници на ел. енергия – Акумулатори. Видове. Процеси при зареждане и работа.

Акумулаторите са вторични хим. източници на ток, които първоначално работят като електроизна клетка, а след това се използват като главаничен елемент.

В зависимост от природата на използваните метали заа електроди различаваме: --оловни; --желязо-никелови; --сребърно-цинкови; и др.

В зависимост от природата на използвания електролит различаваме кисели и основни акумулатори.



Да разгледаме оловния акумулатор:

Той се състои от следните основни съставни части:

1)Плочи, които в зависимост от тяхната форма могат да бъдат – ребрести, прозирни или плочи с отвори. Изработват се от чисто олово със 3-12% антимон (Sb). Той увеличава корозионната устойчивост и механичната якост на плочите. В/у плочите се нанася замаска, която представлява най-важната съставна част на акумулатора. Тя съдържа : PbO, Pb3O4, соли на сярната к-на, сажди, графит, силикагел (SiO2) и др.

2)Сепаратори – те се поставят за предпазване на плочите от късо съединение. Изработват се от стъклена тъкан, полимери и др.

3)Електролит – 27-38% H2SO4. Тя трябва да бъде с голяма чистота. Не трябва да съдържа хлор или нитратни аниони, арсенови съединения и метални катиони.

4)Кутия – в нея се поставят всички елементи на акумулатора. Тя се изработва от здрава киселиноустойчива материя като най-често това е ебонит.



Начало. – Когато в оловния акумулатор се налее H2SO4 , тя взаимодейства с оловния окис на активната маса и се образува повърхностен слой от оловен сулфат. (PbO + H2SO4 = PbSO4 + H2O).

Зареждане на акумулатора. - За тази цел свързваме двата електрода на акумулатора с едноименните полюси на източник на постоянен ток. Големината на тока при зареждане се определя от производителя. Не трябва да се зарежда при по-голям ток, защото процесите се извършват само по повърхността а не в дълбочина на активната маса.

(А+) PbSO4 + 2H2O – 2.e = PbO2 + 4H+ + SO42-. (Pb2+ - 2.e = Pb4+) (покрива се с плумбиокис)

(K-) PbSO4 + 2.e = Pb + SO4-. (Pb2+ + 2.e = Pb0) (покрива се с гъбесто олово)

При зареждането на акумулатора, концетрацията на H2SO4 нараства. Края на зареждането се разбира по това че концентрацията на сярната к-на остава постоянна, започва т.нар. кипене на скумулатора. На катода се отделя водород, а на анода – кислород. Това показва че процесите на зареждане са завършили и се извършва електролиза на водата.



Работа на акумулатора. – Отрицателния електрод ще бъде вече не катод, а анод и обратно. т.е.

(А-) Pb – 2.e + SO42- = PbSO4 (Pb0 – 2.e = Pb2+)

(K+) PbO2 + 2H2SO4 = Pb(SO4)2 + 2H2O

Pb(SO4)2 + 2H+ = PbSO4 + H2SO4 (Pb4+ + 2.e = Pb2+)

В резултат на изпразването на акумулатора настъпва сулфатизиране на плочите. Не трябва да се черпи много и много силен ток, защото може да настъпи необратимо сулфатизиране на електродите.

16.Корозия на металите. Същност и класификация. Химична корозия.

Металите се срещат в природата най-често под формата на хим. съед. от които се получават чрез редукция. (МN+ + n.e = M – процес на получаване).

Корозията е самопроизволен химичен, електрохим. или биохимичен процес, при който металите взаимодействат с различни фактори от околната среда. В следствие на това те се разрушават. Корозията е окислителен процес, обратен на получаването на металите. (М – n.e = MN+ - корозия).

В зависимост от механизма на извършващите се процеси различаваме:

1)Химична корозия - а)газова; --б)в среда на неелектролити

2)Електрохимична корозия – тя се състои от 2 едновременно извършващи се но доста независими един от друг процеси – аноден и катоден. Тя бива:

2.а)Атмосферна корозия. – в среди на влажен въздух.

2.б)В среда на електролити – морска вода, резервоари и др.

2.в)подземна корозия – на тръбопроводи, кабели и др.

2.г)Електрична корозия – под действието на блуждаещите токове в почвата.

3)Биохимична корозия – тя се извършва под действието на различни живи организми, най-често микроорганизми. При своята жизнена дейност те обикновенно отделят различни органични к-ни - млечна, оцетна и др. Те причиняват много силна корозия на металите, която често е съпроводена с електрохимична корозия, защото микроорганизмите обикновенно живеят във влажна среда.

В зависимост от повредите на метланата повърхност различаваме обща и локална корозия. Общата от своя страна бива:

3.1.а)Равномерна обща корозия – атакува се цялата метална повърхност като например – въглеродна стомана в сярна к-на.

3.1.б)Неравномерна обща кор. – атакува се цялата пов., но с различна скорост в отделните участъци.

3.1.в)Селективна корозия – наблюдава се при някои сплави при които по-електроотриц. метал преминава в р-ра, а повърхността се обогатява на по-електропол. метал

3.2)Локална корозия

3.2.а)Язвена корозия – атакуват се само някои части от мет. пов.

3.2.б)Точкова или питингова корозия – при некачествено покритие се получават дупчици по него и в тях се събират р-ри които действат корозиращо на метала.

3.2.в)Интеркристалитна корозия – корозионния процес се извършва по границите на металните кристалити.

3.2.г)Транскристалитна корозия – извършва се в различни метални пукнатини.



Химична корозия. Газова корозия.

Тя се извършва в среда на сухи газове или газова среда съдържаща водни пари при висока температура. Скоростта на газовата кор. зависи от температурата и състава на газовата среда. Повишението на Т0 най-общо увеличава скоростта на корозия, като в много случаи се изпълнява зависимостта дадена от Ренелс: (ln(K) = A – B/T) К – скорост на корозия; A,B – конст.; Т – темп. по Келвин.

Състава на газовата среда също е от голямо значение, защото съдържанието на газове като серни и азотни оксиди увеличават силно скоростта на корозията.

В среда на чист въздух при около 3000С, желязото се покрива с оксиди – Fe2O3, Fe3O4. Освен това въглеродната стомана намалява силно своята якост поради извършване на реакцията: (Fe2C + O2 = 3Fe + CO2).

Особен вид корозия е т.нар. “водородна трушливост”. При някои операции се получава водород, който много лесно навлиза в метала. Там се съединява с кислорода до вода, с въглерода до метан и др. По този начин налягането във вътрешността на детайла се увеличава силно и на неговата повърхност се появяват микропукнатини. Ако изделието работи при тежки експлоатационни условия, то може да се разтроши.

Под действието на кислорода от въздуха, всички метали, включително благородните, се покриват със слой от оксиди. Той може да бъде от мономолекулен до няколко милиметра. В някои случаи той защитава металите от корозия и тогава казваме че е настъпило пасивиране. Оксидните слоеве могат да бъдат тънки, средни и дебели. Непревилно е да се смята, че колкото по-дебел е оксидния слой, толкова по-добре защитава метала от корозия. Обикновенно е точно обратното.

За да може да защити метала от корозия, оксидния слой трябва да отговаря на следните изисквания: да е цялостен, равномерен, здрав и елестичен, да няма пори, да има коефициент на термично разширение близък до този на метала.

Метали на които оксидния слой е такъв са Ni, Fe, Al, Cu и др. Металите на които оксидния слой не отговаря на тези изисквания са алакалните метали, които лесно кородират.



Корозия в среда на неелектролити.

Металите могат да взаимодействат с някои неелектролити като: бром, стопена сяра, органични р-ри и др. Най-често корозията се извършва в средата на течни горива и масла. Въглеводородите от горивата НЕ взаимодействат с металите, но те могат да съдържат някои серни съединения, които образуват с металите сулфиди. Горивата могат да съдържат от 0,01% до 5% сяра. Колкото е по-тежък нефтопродукта с който металите имат контакт, толкова по-високо е сярното съдържание, например мазута съдържа повече сяра от бензина.





Сподели с приятели:
1   2   3   4   5   6




©obuch.info 2024
отнасят до администрацията

    Начална страница