Потенциал образования окислов желез

Как видно, потенциалы образования окислов железа довольно близки и имеют отрицательные значения. Будут ли эти окислы образовываться на поверхности металла или нет, зависит, естественно, от значения потенциала, устанавливающегося на поверхности электрода если оно более положительно, чем значение потенциала образования окислов, на электроде будет протекать реакция окисления, если оно более отрицательно — реакция восстановления окислов (с учетом, конечно, некоторого перенапряжения). [c.12]

Сравнение значений стационарных потенциалов железа (потенциалов коррозии) в нейтральных электролитах (—0,3- —0,4 В) со значениями потенциалов образования окислов железа приводит к выводу, что уже при незначительном смещении потенциала железа или стали в положительную сторону от стационарного параллельно процессу ионизации металла на электроде должна протекать реакция окисления, приводящая к возникновению на поверхности окисных слоев. Эта реакция, поскольку она является электрохимической, должна при анодной поляризации, так же как и [c.12]

В случае иных допущений, положенных в основу расчета, значения потенциалов возникновения пассивного состояния получатся, естественно, иными. Так, например, по литературным данным [34] рассчитанный нормальный потенциал образования окислов на железе в кислых растворах лежит при значении +0,15 в. При наличии добавочных адсорбционных сил процесс образования адсорбционных пленок пассивности будет происходить более легко, т. е. протекать при несколько более отрицательном потенциале, чем потенциалы образования фазового окисла, полученные в вышеприведенных расчетах. [c.308]

Если принять эту схему, то можно объяснить, почему потенциал пассивации более положителен потенциала образования всех известных окислов железа. [c.20]

Следовательно, чем больше емкость и потенциал, тем меньше величина Ом-в и больше вероятность образования зародыша неметаллического включения. Величины межфазного натяжения [47] определены после некоторой выдержки системы металл — шлак, т. е. при установившихся значениях С и ф. Однако, как показали эксперименты [53], в момент добавки в шлак, покрывающий металл, окислов железа величина потенциала резко возрастает (рис. 12), а спустя некоторое время понижается до первоначального значения. [c.47]

Образование зародыша, вследствие малого времени процесса, характеризуется резким возрастанием концентрации FeO в каком-то объеме расплава. Поэтому при образовании включения, содержащего значительное количество FeO, возможно такое же быстрое повышение потенциала, как и при добавке окислов железа в шлак, а это, согласно выражению (25), должно привести к снижению величины Ом-в и облегчению появления зародыша в расплаве. [c.47]

Когда мы переходим к аномальным металлам типа железа, то их поляризуемость значительно больше. Меньшие значения тока обмена (сила тока, протекающая в обоих направлениях в условиях равновесия, когда суммарная сила тока равна нулю) дают основания считать, что в этом случае имеется существенное отличие от нормальных металлов. Отделение атомов таких металлов один от другого происходит менее легко, чем в случае нормальных металлов то же относится и к переходу ионов в процессе анодного растворения. Другими словами, энергия активации значительно выше и поляризационные кривые круче. Поэтому при работе с аномальными металлами имеется реальная возможность даже при умеренных плотностях тока достигнуть таких значений потенциала, при которых, согласно диаграмме Пурбэ, должна наступить пассивация. Это объясняет, почему аномальные металлы значительно легче пассивируются, чем нормальные металлы. Если судить по токам обмена, то в условиях, когда цинк или медь должны беспрепятственно переходить в раствор в виде ионов, подача ионов железа или никеля не обеспечивается и в силу необходимости должны возникнуть другие реакции, приводящие сначала к образованию окисла, а затем к выделению кислорода. Однако наличие хлоридов облегчает электродные реакции, и вероятность достижения потенциала пассивации понижается. [c.740]

Как следует из табл. П1.11, чем меньше химическое сродство металла данного окисла к кислороду (менее отрицателен изобарно-изотермный потенциал образования данного окисла AZ при температуре жидкого шлака, контактирующего с каплей), тем интенсивнее окисляется углерод и менее интенсивно — кремний и марганец. Только более высоким сродством к кислороду (более отрицательным А2°), несмотря на более высокую температуру плавления ( = 2700° С [56]), можно объяснить меньшую способность оксида циркония окислять углерод по сравнению с оксидом хрома. Окислы железа и никеля с температурой плавления ниже 2000° С менее интенсивно, чем окислы хрома, окисляют углерод и весьма интенсивно окисляют марганец и, особенно, кремний (рис. П1.39 и П1.34). [c.264]

Например, стандартный потенциал железа (Ре — Ре + 2е ) при температуре Т = 298 К, рассчитанный по уравнению (1), составляет —0,44 В. В реальных условиях ЭХО в нейтральных растворах солей щелочных металлов, вследствие связывания перешедших в раствор катионов гидроксильными группами и образования малорастворимых гидратов окислов металлов, равновесные потенциалы растворяющихся металлов в большинстве случаев намного отрицательнее соответствующих значений фо- В частности, для железа из-за низкой растворимости его гидрата закиси Ре(0Н)2 и, как следствие этого, очень малой концентрации катионов Ре в растворе порядка [172] равновесный [c.11]

Хроматные пигменты при действии воды выщелачиваются и окисляют поверхность металла с образованием окисной пленки, которая повышает электрохимический потенциал металла и тем самым замедляет коррозию. Хроматные грунты применяются для защиты магниевых и алюминиевых сплавов. Свинцовый сурик обладает основным характером и тормозит развитие электрохимического процесса коррозии вследствие образования на поверхности металла гидрата закиси железа. Эти грунты применимы для защиты стальных деталей. [c.467]

Порядок и интенсивность окисления элементов зависят от их химического сродства к кислороду. Вначале окисляется кремний, имеющий большее сродство к кислороду, чем другие элементы. Окисление марганца также происходит значительно интенсивнее, чем окисление железа и углерода. Следовательно, нейтрализовать окислительный потенциал углекислого газа можно введением в присадочную проволоку избыточного кремния и марганца. В этом случае погашаются реакции окисления железа и образования окиси углерода, но сохраняются защитные функции углекислого газа в отношении атмосферы воздуха. [c.222]

При относительно низкой плотности анодного тока пассивности способствуют условия, при которых низка растворимость вещества пленки. Металл, подобный железу, образующий окислы, которые обладают основными свойствами, но не обладают заметными кислыми свойствами, быстро становится пассивным, когда подвергается анодной поляризации в щелочных растворах и вообще остается пассивным в таких растворах после выключения тока пленка, легко образованная при большой концентрации ионов 0Н , и однажды образовавшись, не столь быстро растворяется. В кислом растворе, как уже установлено, для железа требуется повышение потенциала выше определенного критического значения, если необходимо состояние пассивности. Должно пройти заметное время прежде, чем будет достигнуто пассивное состояние пассивация исчезает быстро, если ток выключается. [c.222]

На металлах, на которых наблюдается заметное растворение окисла, толщина может быть много меньше, чем теоретическое значение. Для анодной пленки на железе восстановительного растворения можно избежать, вследствие высокого потенциала, но медленное непосредственное растворение может быть достаточным для того, чтобы влиять на толщину тогда, когда новое образование материала пленки (обусловленное ионным движением через пленку) компенсируется растворением в кислоте. Равновесное состояние при росте пленки будет зависеть от pH раствора [74]. [c.228]

Наличие начальной защитной пленки, образовавшейся при-взаимодействии металла с воздухом, часто обусловливает развитие точечной коррозии. Переход ионов металла в раствор оказывается возможным в местах с нарушенной пленкой, которые являются анодами, тогда как поверхность, покрытая окисной пленкой, является катодом. Образовавшиеся на катоде гидроксильные ионы мигрируют к анодному участку. В прианодной зоне в результате взаимодействия двухвалентных ионов с гидроксильными образуется гидроокись железа. Поступающий в зону образования гидроокиси железа кислород окисляет гидроокись до Feo04 и Ре(ОН)з. Схематично строение язвы, развивающейся в процессе коррозии, показано на рис. 26. В связи с затрудненны.м доступом кислорода ко дну язвы потенциал на этом участке все более смещается в отрицательную сторону, но благодаря повышению омического сопротивления в поре за счет ее закупорки продуктами коррозии в развитии язвы наблюдается обычно некоторое замедление. [c.47]

Условия анодного растворения в активном режиме соблюдаются в большинстве случаев лишь для небольшого диапазона значений положительного потенциала растворяющегося металла. Уже при относительно малом перенапряжении начинаются параллельно побочные процессы, например образование окислов 179], поскольку равновесные потенциалы растворения и окисления многих металлов близки по величине между собой. Для железа равновесный потенциал (при pH = 7) составляет —0,66 В (при концентрации Ре в растворе, равной примерно 10" г-ион/л, а потенциал, отвечающий окислению железа по реакции ЗРе + 4Н2О [c.26]

Первоначальные пассивирующие слои, по-видимому, лишь частично препятствуют перемещению через них катионов и обладают невысокой стойкостью из-за воздействия активных анионов электролита и подкисления прианодного пространства (побочный эффект процесса образования окислов) полная пассивация металла наступает при более высоком потенциале пассивации (или потенциале Фладе). Так, например, потенциал пассивации ф , разделяющий активное и пассивное состояние железа в нейтральном растворе, имеет величину порядка +0,15 В. Величина потенциала фп зависит от анионного состава электролита, его pH, 26 [c.26]

Роль фосфатирования заключается в связывании кальция с образованием неприкипающего шлама, удаляемого периодической продувкой. Такой шлам обычно находят в нижних коллекторах экранов котлов низкого и среднего давления, но он, как правило, отсутствует в этих коллекторах на котлах дав Гением 15,5 МПа. Даже после опытной эксплуатации мазутного котла давлением 15,5 МПа Б течение 1 мес без периодической продувки в ннжннх коллекторах фосфатного шлама не оказалось. Присутствовали только окислы железа в виде порошка черного цвета. Предполагают, что в котлах давлением 15,5 МПа фосфатный шлам висит в толще котловой воды в дисперсном состоянии, адсорбирует взвешенные продукты коррозии с образованием железофосфатных частиц (мицелл), обладающих повышенным поверхностным зарядом (дзета-потенциал). В результате оказывается возможным осаждение таких частиц на внутренней поверхности наиболее теплонапряженных участков экранных труб, т. е. образование железофосфатных отложений. [c.136]

Оказалось, что невидимая защитная пленка, образованная нитритами на железе, является окислом железа кубической модификации. Коэн, который изучал и химические, и магнитные свойства, обнаружил уокисел (Ре + ) при высоких концентрациях нитрита и магнетит при низких концентрациях (100 мг л) в отсутствие кислорода. В присутствии хлорида появляются включения V = РезОз НгО они обнаруживаются в электронном микроскопе их появление сопровождается уменьшением защитных свойств, что подтверждается тем фактом, что при добавлении хлорида потенциал становится менее благородным и менее постоянным [30]. [c.145]

Горизонтальная кривая располагается при потенциале +0,45 в и сопровождается сильным колебанием потенциала (область 3) Это странное поведение, конечно, обусловливается тем обстоятельством, что становится возможным образование твердой окисной пленки на металле в порах, пронизывающих толщу кристаллов. Расчет, основанный на более ранних измерениях Фладе (касающихся действительно потери пассивности), по-видимому, указывает на то, что в 10%-ной На 501 Для достижения пассивного состояния требуется потенциал в +0,580 в . Однако в порах между кристаллами кислотность значительно ниже действительно, значение pH равно 2,2, которое допускает образование окисла при +0,450 в. Если, однако, железо покрывается окисной пленкой, анодное растворение практически прекращается, и сила тока резко падает до пренебрежимой величины. В отсутствие тока растворение кристаллов сульфата Ре " может происходить без какой-либо компенсации за счет образования новых кристаллов, так что железо вскоре снова подвергается действию кислоты (почти полностью 10%-ной) когда эта кислота достигает металла, то уже образованная окисная пленка будет почти немедленно исчезать в результате восстановительного растворения, которое при этом потенциале является возможной реакцией. Следовательно, железо на мгновение оказывается без окисной пленки и следовательно может снова проходить сильный ток, приводящий к образованию свежего окисла в порах, вызывая новое падение тока. Этим объясняются сильные колебания тока. Колебания продолжаются до потенциала приблизительно +0,580 в и затем прекращаются, так как выше этого значения окисная пленка становится стабильной даже в присутствии 10%-ной кислоты — как это уже установлено. Выше новой области потенциалов (область 4) сила тока изменяется очень мало, будучи лишь достаточной, для того чтобы способствовать непосредственному растворению окисла кислотой, это будет вызываться (стр. 214) тем, что непосредственное растворение (совместно с восстановительным растворением) происходит чрезвычайно медленно. Для многих практических целей может быть указано, что выше этой области пассивный электрод ведет себя подобно платине или другому благородному металлу. Почти (полное) отсутствие тока продолжается приблизительно до 1,66 в, когда становится возможным выделение кислорода (область 5). Величины силы тока и скорости коррозии в пассивной области обсуждены в статьях 115], [16]. [c.218]

Поведение железа в азотной кислоте. Резкий контраст между бурной реакцией железа в умеренно разбавленной кислоте и его инертностью в концентрированной кислоте получил удачное графическое объяснение в работе братьев Пражак [30]. При анодной поляризации металл становится пассивным в том случае, когда плотность поляризующего тока на нем больше плотности тока, соответствующей максимальной скорости, с которой металл может переходить в раствор в этих условиях неизбежно должна начаться другая реакция (например, образование окисла). Если продукт анодной реакции плохо растворим, препятствием анодному растворению металла может служить образующийся слой твердой соли в этом случае предельная плотность тока может быть значительно увеличена перемешиванием раствора. Однако в азотной кислоте протекание тока ограничивается, очевидно, не пленкой азотнокислой соли. Образование такой пленки может иметь место лишь в том случае, когда сила пропускаемого тока настолько велика, что не обеспечивается количеством атомов, обладающих энергией, достаточной для перехода в раствор. Предельная плотность тока при этом увеличивается с повышением температуры, но на нее мало влияет перемешивание. Если плотность тока превышает предельную, потенциал должен повыситься до значения, при котором может происходить другая реакция. На фиг. 166 анодная кривая 1 фактически построена по результатам измерений в опытах с железом в серной кислоте (проводить непосредственные измерения в азотной кислоте считали нецелесообразным в связи с возможными осложнениями из-за химического окисления ) если предельная плотность тока обусловлена [c.753]

По мнению Хора [3, с. 284], в этой области потенциалов меняется характер анодного процесса реакция ионизации металла прекращается и ток расходуется лишь на анодное образование пассивирующего окисла. Ионы металла попадают в раствор лишь за счет обычной химической реакции растворения окисла, которая, естественно, не должна зависеть от потенциала. Однако Новаков-ский и Лихачев [4], изучавшие процесс анодного растворения пассивного железа методом радиоактивных индикаторов ( Fe), показали, что в области пассивного состояния скорость перехода катионов в раствор чувствительна к изменению потенциала и что значительная часть внешнего анодного тока при переходе из одного стационарного состояния в другое приходится на скорость растворения железа. [c.13]

Чт ы графически представить реакции металла во всем диапазоне значений pH при разных значениях потенциала, следует собрать большое количество данных. Например, железо растворяется с образованием ионов Ре , которые при более высоких электродных потенциалах окисляются до Ре в очень кислой среде. Потенциал реакции растворения зависит от активности ионов двухвалентного железа (в соответствии с уравнением Нернста). Из табл. 6 имеем Е = —0,44 В при активности 10°. При активности 10 получаем Я = —0,44 — (2-0,03) = —0,5 В. Эта реакция представлена на фиг. 33 [47] в виде ряда горизонтальных линий, соответствующих различным потенциалам при разных концентрациях ионов двухвалентного железа. Реакция Ре + РеОН + Н зависит только от pH, и с помощью константы равновесия этой реакции можно оценить изменение pH в зависимости от концентрации ибнов Ре . На фиг. 33 эта реакция представлена рядом вертикальных линий (соответствующих различным pH). Реакция +H2O-V РЮН -Н -Ь Н -f е зависит одновременно от pH и потенциала, поэтому геометрическим местом точек, в которых активности РеО№ и Р равны, является линия (В) = 0,877 — 0,0591 рН[ 49], имеющая наклон —59,1 мВ/ед. pH. [c.74]

Отложения, под которыми развивается коррозия, как правило, на 90 % состоят из гематита и на 10 % из окислов меди. Часть исследователей считают, что ионы железа и меди, источником которых являются отложения продуктов коррозии этих металлов, являются деполяризаторами и в связи с чем интенсифицируют протекание коррозионного процесса под отложениями продуктов коррозии. Развитие коррозии связано с работой пар дифференциальной аэрации. В зазоре, образованном поверхностью металла и отложением шлама, обмен кислородом и продуктами коррозии с остальным объемом затруднен. В связи с этим в зазоре снижается К01н].ентрацня кислорода. Стационарный потенциал металла в этом зазоре смещается в сторону отрицательных значений. Поверхность металла, свободная от отложения шлама, омывается коррозионной средой. Чем выше скорость движения среды, тем интенсивнее протекает процесс ионизации кислорода с кинетическим ограничением. Рассмотрим процесс коррозии в котле при перемешивании. Значения постоянной а в зависимости [c.609]

Малорастворимый Fe(OH)s образует рыхлый осадок на электроде. Неизменность потенциала на участке а указывает на образование твердой фазы, не тормозящей процесс (ф = onst). Все же, очевидно, осадок Fe(0H)2 изменяет состояние поверхности, что приводит со временем к возрастанию потенциала до уровня, отвечающего участку б. Здесь возможно образование Fe(0H)3. При прохождении достаточного количества электричества потенциал резко возрастает и железо пассивируется. Если железо соприкасалось с воздухом, пассивация наступает немедленно (кривая 2). Результаты этих опытов могут быть истолкованы и с позиций концепции фазового окисла. Конечная длина остановок а и б, на которых потенциал неизменен, переход от потенциала а к потенциалу б, а затем пассивация — все это наталкивает на мысль, что кроме поверхностных образований, не способных вызвать пассивность, накапливаются какие-то продукты анодной реакции, которые, в конце концов, переводят железо в пассивное состояние. [c.231]

Изучение состояния перехода от одного установившегося значения потенциала к другому было использовано также в работе [55]. В 0,1 н. растворе Н2804 был исследован железный электрод, которому предварительно сообщалась наведенная радиоактивность. Это позволяло судить о количестве растворяющегося железа по радиоактивности раствора. Определялось и количество электричества, прошедшего за время перехода от одного потенциала к другому. Найдено, что около 80—90% всего количества электричества расходуется на растворение железа. Это не согласуется с положением, высказанным ранее, о постоянстве тока при растворении пассивного железа, который должен определяться скоростью химического растворения пленки окисла в кислоте (процесс, не зависящий от потенциала). 10—20% количества электричества расходуется на посадку пассивирующего кислорода. По мнению В. М. Новаковского и Ю. А. Ми-хачева, при этом может образовываться окисел. Найденные ими количества электричества, идущие на этот процесс, хорошо совпадают с толщинами пленки окисла, определенными в более ранних исследованиях. Работа [55] связывает вместе обе концепции пассивности, приписывая определенное значение образованию фазового окисла. [c.238]

В печах непрерывного действия предусмотрены две зоны по длине печи. В первую зону, примерно соответствующую % длины печи, подают газ, состоящий из смеси природного (10—15°/о) и эндотермического (90—85%) газов (углеродный потенциал атмосферы 1,3— 1,4% С). Во вторую зону подают только эндотермический газ, находящийся в равновесии с заданной концен-працией углерода на поверхности, обычно 0,8% С. При использовании этого метода цементации следует иметь в виду, что снижение содержания углерода в слое от 1,3—1,4 до 0,8% происходит только за счет углерода, растворенного в аустените. В случае легированной стали снижение в аустените концентрации углерода и легирующих элементов (в результате образования карбидов) приводит к уменьшению закаливаемости и прокаливаемости цементованного слоя и в итоге к ухудшению механических свойств обрабатываемого изделия. В процессе газовой цементации в сталь может диффундировать находящийся в атмосфере кислород. Это приводит к окислению, например Сг, Мп, Т1 и других элементов поверхностного слоя стали, различающихся большим химическим сродством к кислороду по сравнению с железом. Окисление легирующих элементов ( внутреннее окисление ) понижает устойчивость аустенита, и при последующей закалке в цементованном слое образуются трооститная сетка и слои окислов, понижающие его твердость и [c.263]

Начиная с момента образования пленки , сорбция ионов железа (П) протекает параллельно на оставшейся еще свободной поверхности зерен фильтрующей загрузки и на поверхности гидроокиси железа. Первый процесс затухает по мере уменьшения свободной поверхности загрузки и ее электрокинетического потенциала, а второй усиливается вследствие накопления активной поверхности гидроокиси железа. Незатухающий стабильный процесс обезжелезивания воды возможен лишь при условии, когда окислившееся и гидролизующееся железо в единицу времени создает новую сорбционную поверхность, площадь которой равна или превосходит площадь поверхности, покрываемой ионами железа (П), сорбируемыми из воды за то же время. Строение образующихся коллоидных частиц (мицелл) можно представить в следующем виде [c.53]

Получение аустенитной структуры добавкой одного только нике ля достигается в равновесных условиях введением его в количестве 25%, а повышение химической стойкости сплава наступает при 27%М1. Окисел никеля не образует защитной пленки. Сплавы нике ля с железом имеют невысокие механические свойства. Получение аустенитной структуры добавкой одного марганца требует меньшего его содержания (12%), но марганец имеет очень низкий потенциал и не образует пассивирующей пленки. Чисто марганцевые аустенит-яые стали обладают плохой обрабатываемостью и неудовлетвори тельными технологическими свойствами. Кремний и алюминий, так же как и хром, образуют защитную пленку окислов и способствуют образованию однофазной ферритной структуры, но кремнистые и алюминиевые стали имеют низкую вязкость и весьма плохие техно логические свойства. Поэтому использование кремния и алюминия как самостоятельных элементов, ограничено. Кроме того, пленка окисла алюминия растворима в ряде кислотных сред. [c.109]

Увеличение скорости коррозии железа в пассивном состоянии при сохранении весьма положительного электродного потенциала (явление транспассивности) аналогично подобному же явлению для нержавеющих сталей (см. главу XIII) и объясняется возможностью образования при более высоких окислительно-восстановительных потенциалах среды более растворимых окислов щестивалентного железа (или хрома в случае нержавеющих сталей) [18, 19]. [c.452]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...