Кинетика электрохимических процессов катодных процессов

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКАЯ КИНЕТИКА АНОДНЫХ И КАТОДНЫХ ПРОЦЕССОВ [c.198]

Влияние кислорода. Скорость коррозии металлов в нейтральных растворах существенно зависит от концентрации растворенного в коррозионной среде кислорода, который обеспечивает протекание катодной реакции. В большинстве случаев кислород поступает из атмосферы, и скорость коррозии в соответствии с механизмом диффузионной кинетики электрохимического процесса прямо пропорциональна его концентрации. Линейная зависимость наблюдается до тех пор, пока не будет достигнута достаточно высокая концентрация кислорода, после чего поверхность металла начинает пассивироваться. Содержание кислорода в коррозионной среде зависит как от состава и концентрации солей, так и от температуры, условий перемешивания и других факторов, определяющих его растворимость в данной среде. [c.25]

Образование пленки меди на бронзовой поверхности происходит в результате электрохимического процесса — процесса растворения металла. Согласно закону электрохимической кинетики скорость анодного растворения должна возрастать при увеличении потенциала, однако в нашем случае этого не происходит. Вследствие образования сервовитной пленки между анодными и катодными участками поверхности бронзы процесс растворения может полностью прекратиться, наступит установившийся режим трения. Если по каким-либо причинам медная пленка разрушится, то вновь произойдет растворение бронзы, и поверхность будет обогащаться медью, пока снова не наступит пассивное состояние. [c.274]

При снятии потенциостатических кривых используют те же электролитические ячейки, которые применяют при изучении кинетики электрохимических процессов другими методами. Однако в некоторых случаях требуется применение специальных ячеек. Например, при использовании классического потенциостата ячейка должна иметь малое сопротивление и малую поляризуемость вспомогательного электрода, что и определяет ее конструкцию. На рис. 32 представлен один из возможных вариантов подобной электролитической ячейки, показывающий расположение анода и катода. Характерная особенность этой ячейки — малое расстояние между катодом и анодом и большая поверхность катода. Если потенциостат может работать только при небольших сопротивлениях электролитической ванны, то приходится отказываться от разделения катодного и анодного пространства. [c.53]

Учитывая характер изменения кинетики электрохимических реакций, можно заранее предсказать коррозионное поведение металлов в щелях и зазорах. Особенно чувствительными к щелевой коррозии должны оказаться металлы, корродирующие в обычных условиях с анодным контролем. Если же скорость коррозионного процесса определяется кинетикой катодной реакции, то скорость коррозии в щелях будет ниже, чем на свободно омываемой поверхности, поскольку ускоряется лишь анодная реакция, которая в данном случае не определяет скорости саморастворения. При этом имеется, конечно, в виду, что продолжительность контакта металла с электролитом в щели и вне ее одинакова. [c.215]

Рис. 3. Определение электрохимической скорости сплава S на основе кинетики анодных и катодных процессов (поляризационной диаграммы коррозии) АА и КК — теоретическая анодная и катодная поляризационные кривые есА и

Кинетика электрохимических процессов 28 анодных процессов 30, 55 катодных процессов 33 Кинетический контроль 40 Кислородная деполяризация 37 Кислотостойкие литые стали 216 Кобальт коррозионная стойкость 231 сплавы с вольфрамом и хромом 232 [c.356]

Рис. 1. Определение электрохимической коррозии сплава (S) из кинетики анодных и катодных процессов (поляризационной диаграммы коррозии)

Коррозия рения в исследуемых растворах имеет электрохимическую природу, и особенности коррозионного поведения рения целиком определяются кинетикой анодных и катодных процессов в рассматриваемых условиях. [c.177]

Резюмируя имеющиеся на сегодня фактические данные о кинетике электрохимических процессов атмосферной коррозии, можно с достаточным основанием полагать, что атмосферная коррозия большинства технически важных металлов (Ре, Еп, и, по-видимому, других) под видимыми пленками влаги или сильно увлажненными влагой продуктами коррозии (условия, определяемые непосредственным попаданием осадков на корродирующую поверхность) идет с превалированием катодного контроля (рис. 177,а). Катодный контроль здесь, однако, уже значительно ослаблен по сравнению со случаем коррозии этих же металлов в условиях полного погружения в электролит. При нахождении на поверхности более тонких (невидимых) адсорбционных слоев влаги или полусухих (не пропитанных сплошь влагой) продуктов коррозии коррозионный процесс контролируется в основном анодным процессом (рис. 177,6). Таким образом, разделение атмосферной коррозии, протекающей с электрохимическим механизмом, на мокрую и влажную, помимо внешних качественных признаков по степени увлажнения поверхности металла, можно характеризовать также и более определенным количественным признаком — характером контроля электродного процесса К мокрой атмосфер ной коррозии следует относить случаи коррозии, протекающие с превалированием катодного контроля, к влажной атмосферной коррозии — случаи с превалированием анодного контроля. [c.344]

Так, например, удельное сопротивление почв может быть ниже 500 ом СМ (для влажных засоленных почв) и выще 10 ООП пн см (для сухих почв). Чаще же опо лежит именно в этих пределах. Скорость процесса электрохимической коррозии, как известно, целиком определяется кинетикой анодных и катодных процессов, а для протяженных коррозионных пар, помимо этого, зависит также от омического сопротивления коррозионной среды. Рассмотрим условия протекания анодных и катодных процессов в почвенных условиях. [c.357]

Скорости анодного и катодного процессов, протекающих с участием свободных электронов, как и всех электрохимических процессов, в соответствии с законами электрохимической кинетики (см. с. 198), зависят от величины электродного потенциала металла. [c.177]

Теория замедленного разряда приложима ко всем электрохимическим процессам с замедленной электрохимической стадией разряда или ионизации и изложена выше (см. с. 198) применительно к процессу растворения металла. Именно при изучении катодного процесса разряда водородных ионов и его поляризации складывались основные положения электрохимической кинетики электродных процессов. [c.253]

Уменьшение коррозии при введении ингибиторов может произойти вследствие торможения анодного процесса ионизации металла (анодные ингибиторы), катодного процесса деполяризации (катодные ингибиторы), обоих процессов одновременно (смешанные анодно-катодные ингибиторы) и увеличения омического сопротивления системы при образовании на металлической поверхности сорбционной пленки, обладающей пониженной электропроводностью. Таким образом, тормозящее действие ингибиторов коррозии обусловлено воздействием их на кинетику электрохимических реакций, лежащих в основе процессов электрохимической коррозии. [c.65]

Основываясь на том, что,изменяя скорость коррозионного процесса, ингибиторы должны влиять на кинетику электрохимических реакций, У.Р. Эванс классифицировал все ингибиторы на анодные, катодные и смешанные, имея в виду, что первые замедляют анодную реакцию, вторые — катодную, а третьи — обе реакции одновременно. Такое деление ингибиторов часто применяют к неорганическим соединениям в водных средах. [c.141]

Влияние ингибиторов на кинетику электрохимических реакций, т. е. на скорость коррозионного процесса, определяется также в потенциостатическом режиме. Для этого снимаются анодные и катодные поляризационные кривые. В общем случае анализ формы поляризационных кривых и изучение характера их зависимости от состава раствора, температуры, ингибирующих добавок позволяют получить довольно полные сведения о природе изучаемого электрохимического процесса, В зависимости от того, как влияют на кинетику электрохимической реакции конкретные ингибиторы и в какой степени замедляют ее, их делят на анодные, катодные или смешанные. В результате дополнительных графических построений, определяют точки саморастворения и затем скорость коррозионного процесса (г/(м ч), по формуле [c.179]

Согласно законам электрохимической кинетики скорость катодного процесса в случае замедленности реакции (9) выражается уравнением [c.57]

Рассматривая электрохимические процессы, следует отметить, что первичным актом их протекания является адсорбция компонентов среды на поверхности металла. Адсорбционные процессы существенно влияют на кинетику сопряженных анодной и катодной коррозионных реакций. Представляется интересным кратко рассмотреть основные положения теории адсорбции на металлах из растворов электролитов. [c.24]

Электрохимическая коррозия — это процесс, подчиняющийся законам электрохимической кинетики. При этом виде коррозии одновременно протекают две реакции — анодная и катодная, локализованные на определенных участках поверхности корродирующего металла. [c.11]

В работе [60] высказана иная точка зрения на процесс ингибирования неорганическими окислителями. Авторы считают, что ингибирующее действие этих соединений связано не столько с их адсорбционным взаимодействием с металлом, сколько с влиянием продуктов электрохимического восстановления на кинетику электрохимических реакций. Иначе говоря, если скорость анодного растворения металла определяется активностью поверхностных ионов ОН, образующихся при восстановлении окислителей, то скорость коррозии металла и его потенциал зависят от отношения числа электронов, реализующихся в катодном акте, к числу образующихся при этом ионов ОН-. Это отношение названо авторами коэффициентом активации по его величине предлагается судить об эффективности ингибиторов. [c.129]

Излагается теория двойного слоя на границе металл—раствор и механизм возникновения скачка потенциала на этой границе. Обсуждается поведение металлических электродов в условиях протекания внешнего тока па основе общей теории кинетики электродных процессов. Детально рассматриваются кинетические закономерности процессов катодного выделения водорода, электрохимического восстановления кислорода и ионизации металлов. Выведены выражения, определяющие коррозионное поведение металлов в условиях их саморастворения для случая идеально однородной поверхности и при ее дифференциации на анодную и катодную зоны. [c.2]

КИНЕТИКА ПАРЦИАЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ КОРРОЗИИ. ЗАКОНОМЕРНОСТИ КАТОДНОГО ВЫДЕЛЕНИЯ ВОДОРОДА [c.68]

На рис. 1-8 показаны основные типы поляризационных диаграмм с различными видами контроля торможения коррозионного процесса катодного (а), анодного (б) и смешанного (в). Построение поляризационных кривых явилось основным методом изучения кинетики электрохимической коррозии, развитым исследованиями Г. В. Акимова и Н. Д. Томашова [Л. 5—11]. Приведенная ниже трактовка результатов экспериментов по изучению котельной коррозии базируется в значительной степени на этом методе. [c.24]

Реакции, протекающие в тонкой пленке электролита над мениском, подчиняются всем закономерностям теории электрохимической кинетики в тонких слоях, установленным нами в работе [204]. Катодные поляризационные кривые смещаются в положительную область потенциалов по мере увеличения зоны реакции в углеводородной фазе. Это указывает на сильное ускорение катодного процесса в пленке электролита. [c.307]

Очень широкое распространение получили электрохимические методы исследования пассивности снятие потенциостатических кривых, анодных и катодных кривых заряжения, изучение кривых спада потенциала, исследование емкости двойного слоя, кинетики электродных процессов при поляризации импульсным и переменным током. Для определения структуры, толщины и состава образующихся при пассивации защитных пленок применяют электронографический, оптический, микрохимический, радиографический и некоторые другие методы. [c.18]

Смещение стационарного потенциала в щели в отрицательную сторону в первом случае — приведет к активированию металла и усиленному его разрушению в щели 12 <12), а во втором случае Кз — ) пассивное состояние не будет нарушено (I s i ). Отсюда следует, что особо чувствительными к щелевой коррозии должны быть металлы, находящиеся в пассивном состоянии. Однако не всегда уменьшение эффективности катодного процесса и ускорение анодного в щелях должно вызывать активирование сплава. Если эти изменения в кинетике электрохимических реакций не выводят стационарный потенциал за значение потенциала полной пассивации, активирования не произойдет. Хотя нержавеющие и обычные стали (последние [c.217]

Таким образом, чтобы обоснованно судить о скорости электрохимического коррозионного процесса из теоретических предпосылок, необходимо в первую очередь, знать величины равновесных потенциалов анодных и катодных процессов в условиях коррозии, что определит термодинамические возможности коррозии (уменьшение свободной энергии системы при протекании коррозии) и электрохимическую кинетику протекания анодных и катодных процессов, зависящую от степени их заторможенности или поляризуемости. В отдельных случаях приходится учитывать также и омический фактор. [c.30]

Благородными или электрохимически положительными металлами [7, 51, 241] мы обычно называем такие металлы, коррозионная стойкость которых в природных условиях определяется не затрудненностью кинетики протекания тех или иных стадий коррозионного процесса, например пассивностью, большим перенапряжением катодного процесса и другими причинами, но зависит от их термодинамической стабильности. [c.317]

Наиболее важным является перенапряжение водорода (катодного процесса), определяющее, по существу, кинетику электрохимической коррозии. Чем больше перенапряжение водорода, тем более затруднено протекание процесса коррозии и тем меньше, следовательно, скорость коррозии металла. [c.36]

Известно, что скорость электрохимического процесса зависит от потенциала поверхности, на которой этот процесс протекает. Смещение потенциала в положительную сторону ускоряет анодный процесс и тормозит катодный. Смещение потенциала в отрицательную сторону, наоборот, ускоряет катодный и тормозит анодный процесс. Поэтому существование определенной связи между скоростью процесса растворения и потенциалом металла является дополнительным признаком электрохимического механизма. Следует заметить, что даже при электрохимическом механизме процесса такая связь все же необязательна. Дело в том, что для протекания собственно электрохимической реакции (так же, как и химической) необходимым условием является диффузия реагентов к поверхности металла и диффузия продуктов реакциии в объем раствора. Если скорость диффузии намного меньше скорости собственно электродного процесса, то общая скорость процесса будет подчиняться закономерностям диффузии, рассмотренным нами ранее. Если же скорость диффузии велика по сравнению со скоростью электродной реакции, то общая скорость процесса будет подчиняться законам элек-трохямической кинетики и, следовательно, зависеть от потенциала металла. [c.92]

Из многочисленных способов защиты, пожалуй, наиболее важны методы, повышающие торможение анодного процесса или, другими словами, методы, способствующие поддержанию коррозионных систем в устойчивом пассивном состоянии. К этим методам защиты относятся создание большинства коррозионноустойчивых сплавов, как, например, нержавеющих сталей, применение широкого класса анодных ингибиторов и нассиваторов (как в виде добавок в коррозионные среды, так и в защитные полимерные пленки, или смазки). В последнее время методы защиты путем анодного торможения коррозионного процесса дополнились принципиально новыми предложениями катодным легированием сплавов и применением анодной поляризации внешним током или использованием катодных протекторов. Открытие этих методов было логическим следствием большого числа глубоко продуманных систематических исследований в области кинетики электрохимических процессов коррозии. [c.10]

Практическое использование электрохимических принципов защиты от коррозии требует знания кинетики анодного и катодного процессов на металлах и влияния на нее внутренних и внешних факторов в широкой области потенциалов между крайними значениями равновесных потенциалов термодинамически возможных в системе металл — раствор анодных и катодных реакций. Как следует, например, из рис. 1, при протекании процесса в области перепассивации (фв), когда для защиты от коррозии целесообразно смещать потенциал коррозии в сторону отрицательных значенйй, не любое торможение катодной реакции приведет к подавлению коррозионного процесса (см. кривые ф 1 и ф°/1/). Без знания границ устойчивого пассивного состояния защитить металл невозможно. [c.10]

Почвенной коррозии подвергаются различные металлоемкие конструкции и сооружения (трубопроводы для различных целей, кабели связи, сооружения метро, гидросооружения и т. п.). В нашей стране в почву заложено около 30 млн. т металла. Процесс коррозии металлов в почве — электрохимический, аналогичный процессам, протекающим в жидкостях с кйслородной деполяризацией, однако с рядом характерных особенностей. Этн особенности обусловливаются составом микропористой структуры почвы, ее влажностью, воздухопроницаемостью. Скорость почвенной коррозии определяется кинетикой анодных и катодных процессов, а для протяженных сооружений, помимо этого, омическим сопротивлением среды. [c.50]

Кинетику электродных процессов, в том числе и электродных процессов электрохимической коррозии металлов, принято изображать в виде поляризационных кривых, представляющих собой графическое изображение измеренной с помощью описанной в ч. III методики зависимости потенциалов электродов V от плотности тока i = I/S, т. е. V = f i). На рис. 136 приведены кривые анодной и катодной поляризации металла, характеризующие его поведение в качестве анода и катода коррозионного элемента. Степень наклона кривых характеризует большую (крутой ход) или малую (пологий ход) затруд- [c.194]

Электродные процессы электрохимической коррозии металлов обязательно включают в себя, как всякий гетерогенный процесс, помимо электрохимической реакции, стадии массопереноса, осуществляемые диффузией или конвекцией отвод продукта анодного процесса (ионов металла) от места реакции — поверхности металла, перенос частиц деполяризатора катодного процесса к поверхности металла и отвод продуктов катодной деполяризацион-ной реакции от места реакции — поверхности металла в глубь раствора и т. п. Суммарная скорость гетерогенного процесса определяется торможениями его отдельных стадий. Если, однако, торможение одной из последовательных его стадий значительно больше других, то сумм.арная скорость процесса определяется в основном скоростью этой наиболее заторможенной стадии. В коррозионных процессах довольно часты случаи диффузионного или диффузионно-кинетического контроля, т. е. значительной заторможенности стадий массопереноса. В связи с этим диффузионная кинетика представляет теоретический и практический интерес. [c.204]

Поляризационные кривые позволяют изучить кинетику электродных процессов, величину защитного тока при электрохимической защите, явление пассивности и др. Существует два способа снятия поляризационных кривых гальваностатический и потен-циостатический. Гальваностатический метод заключается в измерении стационариого потенциала металла при пропускании через него тока определенной плотности. По ряду значений потенциалов при соответствующих плотностях поляризующего тока строят кривые катодной или анодной поляризации, т. е. зависимости Е = /(г к) или Е = /(/-г). [c.342]

Принципы коррозионностойкого легирования, разработанные для водных сред, можно применить для паровых фаз. С точки зрения электрохимической коррозии следует также рассматривать и влияние внешних и внутренних факторов при коррозии в паровых средах. Можно полагать, что только при очень низких давлениях пара коррозионные процессы будут протекать по механизму газовой коррозии. При постоянной температуре давление воды не влияет на кинетику электродных процессов. На рис. 1-10, 1-11 представлены анодные и катодные кривые, снятые в автоклаве для электрохимических исследований при комнатной температуре с образцов из стали 1Х18Н9Т. [c.33]

Для снятия катодных поляризационных кривых использовали раствор 0,5 %-иого КС1, не содержащий цианида, но насыщенный кислородом при заданном парциальном давлении. Поэтому единственным процессом, протекающим на золотом электроде, было электрохимическое восстановлоние кислорода /202-ЬИ20= /2H202-b0H-—е. Соответствующие поляризационные кривые показаны на рис. 39. Видно, что при значительном смещении потенциала золотого электрода в отрицательную сторону процесс восстановления кислорода смещается из области электрохимической кинетики в область диффузионной кинетики, где скорость катодной реакции контролируется скоростью диффузии молекул растворенного кислорода к поверхности электрода. Признаками диффузионного контроля являются следующие [c.96]

Новые данные по электрохимической кинетике, полученные нами, ставят под сомнение правдоподобность такого механизма, и поэтому выдвигается другая точка зрения, которая действие этого газа сводит к ускорению процесса катодной деполяризации. Оказалось, что сернистый ангидрид является мощным катодным деполяризатором. Ясно, что в зависимости от того, какой принять механизм, в основу противокоррозионной защиты должны быть положены различные принципы в первом случае следует попытаться воздействовать на реакцию окисления сернистого ангидрида до серного или повысить перенапряжение водорода, во втором же необходимо замедлить реакции восстановления сернистого ангидрида (H2SO3, HSOg"), что можно, например, достигнуть подбором соответствующего ингибитора. [c.5]

Поскольку эффективность катодного процесса зависит от высоты поднятия пленки электролита в углеводородную фазу, а форма мениска на твердой поверхности в системе двух несмеши-вающихся жидкостей определяется смачивающей способностью этих жидкостей, представляется возможным изменить межфазное натяжение, а тем самым и форму мениска. Согласно взглядам, развитым академиком Ребиндером, адсорбция углеводородорастворимых поверхностно-активных веществ на твердой поверхности может значительно повысить смачивание поверхности металла углеводородом. Поэтому, если ввести в углеводородную фазу поверхностно-активные вещества (ПАВ), можно в предельном случае так повысить избирательную смачиваемость электрода углеводородом, что не будет вогнутого мениска и пленки электролита в углеводородной фазе. В качестве ПАВ нами были изучены анионоактивное вещество олеат магния и катионоактивное — соль дицикло-гексиламина. В согласии с теоретическими предсказаниями в присутствии этих ПАВ ток, генерирующийся в зоне мениска, резко падал, и при 0,1% ПАВ катодные кривые получались такими же, как и в объеме электролита, т. е. вогнутый мениск исчезал. Результаты, полученные при изучении электрохимической кинетики, хорошо согласовались с непосредственными коррозионными опытами. Изменяя с помощью ингибиторов смачиваемость металла углеводородом (топливом ТС-1), нам удалось подавить коррозионный процесс и добиться 90%-ной защиты (табл. 9,13). [c.307]

Установление доминирующей роли электрохимического механизма для подавляющего числа практических случаев коррозии металлов и сплавов позволяет в полной мере применить основные законы электрохимической кинетики к анализу, расчетам и прогнозам коррозии. Исходя из электрохимической трактовки, реально устанавливающаяся скорость термодинамически возможного процесса будет определяться кинетикой (скоростями) анодного и катодного процессов, зависящих, как известно, от устанавливающихся электрохимических потенциалов. В конечном итоге зависимость скорости коррозии (S), пропорциональная плотности коррозионного тока ix), может быть представленЗ графически, на так называемой поляризационной диаграмме, представляющий зависимость скоростей анодного и катодного процессов от потенциала (рис. 3). На этой диаграмме плотность коррозионного тока ix определяют по точке пересечения анодной АА и катодной КК поляриза- [c.28]

Широко распространено представление о том, что в силаве типа твердого раствора катодные и анодные процессы равномерно распространяются по всей поверхности сплава. Во многих случаях, когда исследователя не интересует вопрос о расположении и со-отношении катодных и анодных участков на корродирующей поверхности, такое представление является вполне допустимым, даже и для явно микрогетерогенных систем, так как сильно упрощает расчеты и методы изучения кинетики коррозионных процессов. Однако предположение о равномерном распространении катодного и анодного процессов на всю поверхность сплава является условным упрощением (статистическим усреднением) и, в действительности, поверхность сплава типа твердого раствора на атомарном уровне является электрохимически гетерогенной и коррозионный процесс (анодный и катодный) относится к ди скретным отдельным атомам сплава. [c.27]

Рис. 12. Влияние загустителей на кинетику электрохимических реакций о — катодный процесс б — анодный процесс. К смеск 1,0 н. сульфат +0,2 я. нитрит натрия+ 10 г/л кальцинированной соды (кривая 1) добавлено 2 — 20 г(л ХаКМЦ

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...