Химический потенциал электрохимический потенциал

Кислотостойкие стали. Высокое содержание хрома и никеля в аустенитных сталях делает их стойкими к химической и электрохимической коррозии. Сопротивление коррозии сталей зависит от их фазовой, структурной и химической однородности, поскольку все эти факторы определяют прежде всего электрохимическую однородность и наличие повсеместно необходимой концентрации легирующих элементов для обеспечения определенного электрохимического потенциала. В связи с этим наличие в сталях карбидов хрома или других легирующих элементов неблагоприятно сказывается на их коррозионной стойкости. Это определяет использование закалки сталей на гомогенный аустенит как оптимальной термообработки для повышения коррозионной стойкости. [c.262]

Появление локальных потенциалов деформации само по себе еще не определяет ускорения электрохимического растворения металла. Действительно, если говорить конкретно об изменении работы выхода иона металла, то следует учесть, что химический потенциал металла складывается из химического потенциала ионного остова и химического потенциала свободных электронов . Потенциал деформации связан с изменением второй составляющей численно равен изменению энергии свободного носителя зарядов — электрона, которая является лишь небольшой частью химического потенциала металла Поэтому для изменения работы выхода иона на величину, которая проявится в сдвиге стан- дартного электродного потенциала (за счет изменения ионного обмена), эквивалентном максимальному значению потенциала деформации, потребуется затратить неизмеримо больше энергии, чем для изменения энергии носителя на величину потенциала деформации. [c.11]

При этом мы не ставили вопроса о зависимости определяющих параметров от координат пространства. Зависимость плотности состояний от координат пространства означает неоднородность твердого тела. (Зависимость зонной структуры от положения в пространстве в (22.4).) В распределении Ферми энергия (зонная структура), температура и химический потенциал могут стать зависящими от пространственных координат. Если, как мы до сих пор делали, мы ограничимся рассмотрением однородных твердых тел, то Е к) не зависит от точки в пространстве. Внутренние макроскопические поля могут вызвать электростатический потенциал, зависящий от точки в пространстве, который мы, как в 27, можем прибавить к энергии зонной структуры Е = = Е (к)—еф. Тогда мы должны в как в (53.11), заменить химический потенциал электрохимический потенциал т] = —еф [c.218]

При наличии электрического поля по условию равновесия остается постоянным вдоль проводника электрохимический потенциал р = р—е<р, а не химический потенциал р. [c.22]

I — электрохимический потенциал вещества Х,, Дж-моль- (X —химический потенциал вещества Xi, Дж-моль- [c.21]

Указанные особенности анодного электрохимического поведения стали обусловлены различным значением химического потенциала металла на разных стадиях деформации, в связи с различной дислокационной субструктурой. [c.77]

Особенности анодного электрохимического поведения нержавеющей стали обусловлены различным значением химического потенциала металла на разных стадиях деформации, которые определяются дислокационной субструктурой, формируемой в процессе деформации и вызывающей деформационное упрочнение. Поскольку напряжение пластического течения металла является величиной доступной для простых измерений, установленная связь электрохимических свойств стали с сопротивлением деформации 86 [c.86]

На рис. 56 и 57 еще раз показана сложная природа процессов КР высокопрочных алюминиевых сплавов. Раньше было известно, что ускорение роста трещин при КР в результате воздействия галоидных ионов зависит от коэффициента интенсивности напряжений в вершине трещины и металлургических факторов. Теперь стало ясно, что увеличение роста трещины зависит также от электрического потенциала и pH раствора. Большинство из этих эффектов являются взаимосвязанными. Процесс КР усложнится еще в большей степени при воздействии температуры. Очевидно, что фундаментальные аспекты явления КР никогда не будут поняты, если ограничиться изучением только одного из указанных выше факторов. Знания металлургических факторов, механики разрушения, химической и электрохимической кинетики являются необходимыми для всех исследователей КР. N [c.209]

Электрохимической реакции восстановления труднорастворимой соли MeA-fe - Me-f А соответствует изменение химического потенциала [c.34]

Коррозионное разрушение металла вызывается химическими или электрохимическими процессами. Коррозионная стойкость металла зависит от его особенностей (химического состава и структуры сплава, его электродного потенциала, условий плавки и отливки и т. д.) и от характера окружающей его внешней среды [c.124]

Исследование однофазных равновесных двухкомпонентных сплавов Си — 2п и Си — Аи наглядно показало, что при трении в условиях изнашивания возникает градиент концентрации твердого раствора под действием изменения химического потенциала при неравномерном распределении внешних воздействий (температуры, давления) градиент увеличивается при электрохимическом растворении в смазке анодных компонентов сплава. [c.196]

Сближение потенциалов анода и катода при замыкании элемента на конечное сопротивление зависит от поляризуемости электродов, т. е. от перенапряжения анодного и катодного процессов. Следовательно, оно подчиняется закономерностям кинетики электродных реакций. Закон Ома, описывающий скорость движения электрических зарядов в некоторой среде, имеющей определенное электрическое сопротивление, непригоден для описания скоростей химических или электрохимических реакций. Скорость последних экспоненциально зависит от потенциала, так как изменение его изменяет энергию активации. Использование закона Ома в рассматриваемом случае не оправдано. [c.190]

Постепенное коррозионное разрушение поверхности. Скорость коррозионного разрущения зависит от наличия напряжений в поверхностном слое металлической детали. Эта скорость увеличивается при повышении уровня напряжений, независимо от их знака. Поскольку коррозионные реакции металлов основаны на химических и электрохимических процессах, факторы, влияющие на снижение электродного потенциала (наклеп, остаточные напряжения), способствуют увеличению скорости коррозии. [c.305]

Для создания сплавов на железной основе, химически стойких в определенной агрессивной среде, применяют только такие легирующие элементы, которые образуют с железом твердые растворы и обладают высокой стойкостью в этой среде. Сплавы, сопротивляющиеся коррозии, обычно бывают однофазными (например, хромоникелевые и хромистые стали, большинство сплавов меди с никелем и т. д.). Если необходимо ввести в сплав новый легирующий элемент, то надо, чтобы его электрохимический потенциал, а следовательно, и коррозионные свойства были наиболее близкими к свойствам основного твердого раствора. [c.235]

Алюминий обладает высокой склонностью к окислению, в результате чего на его поверхности всегда имеется тонкая естественная окисная пленка, обладающая определенными защитными свойствами. Она плотная, хорошо сцепляется с алюминием и повышает его электродный потенциал от —1,67 до —0,56. Защитные свойства окисной пленки можно значительно повысить путем специальной химической или электрохимической обработки алю миния. [c.235]

Если химический потенциал ионов в металле (Ме) больше, чем химический потенциал ионов в растворе щ(Р), то при погружении металла в раствор часть ионов переходит в раствор в виде гидратированных ионов и металл заряжается отрицательно по отношению к раствору и наоборот. Когда скорости перехода ионов сравняются, наступает электрохимическое равновесие и устанавливается постоянное значение потенциала металла. [c.16]

Определить возможность протекания коррозии, как и любого химического или электрохимического процесса, можно по изменению изобарно-изотермического потенциала (энергии Гиббса). Если 61 есть энергия Гиббса исходных веществ, а Ог —энергия Гиббса продуктов реакции, то изменение энергии системы составит [c.6]

Почти во всех водных растворах кислот и солей (исключая растворы фтористоводородной кислоты) магний и его сплавы нестойки, лишь в щелочной среде (pH = 11,5) потенциал магния облагораживается, так как образующаяся на поверхности металла гидроокись магния устойчива в щелочной среде. Наиболее распространенным способом защиты магния и его сплавов является изолирование сопрягаемых деталей прокладками из электроизоляционного материала, нанесение лакокрасочных покрытий и образование на поверхности окисных или хроматных пленок химическим или электрохимическим путем. [c.221]

Скорость любой химической реакции, зависящая от энергии активации и температуры, согласно известному уравнению Аррениуса, связана также с изменением энтальпии и энтропии исходных молекул при переходе их в состояние активного комплекса. Показана связь [34] между химическим и электрохимическим потенциалами системы и механическим воздействием на нее — локальным давлением. Последнее приводит к возрастанию химического и электрохимического потенциала вещества и значительному росту меха-но-химической активности из-за локализации механо-химических эффектов в зоне фактического контакта трущихся поверхностей. Локальные давления в огромной степени (в не меньшей, чем температура) влияют на поверхностные химические и электрохимические реакции и хемосорбцию. [c.108]

Электрохимический потенциал (7.8) служит примером пол-ного потенциала, так называют частные производные внутренней энергии по переменным, выражающим химический состав системы, при постоянстве всех остальных аргументов функции и, если эти производные объединяют в себе несколько взаимосвязанных обобщенных сил. Введение полных потенциалов — это метод исключения зависимых переменных в уравнениях типа (7.2), (7.3). Но, как уже указывалось, иногда бывает целесообразнее сохранить в уравнениях избыточные переменные, а связи между ими учесть отдельно в виде дополнительных [c.64]

Особенности анодного электрохимического поведения нержавеющей стали обусловлены различным значением химического потенциала металла на разных стадиях деформации, которые определяются дислокационной, субструктурой, формируемой в процессе деформации и вызывающей деформационное упрочнение. Поскольку напряжение пластического течения металла является величиной доступной для простых измерений, установленная связь электрохимических свойств стали с сопротивлением деформации позволяет в некоторой мере оценивать механохими-ческую коррозию по физико-механическим свойствам стали. [c.86]

Уровень Ферми по существу представляет собой электрохимический потенциал электрона, в металле [4]. Пользуясь известной свободой в выборе стандарт-] ного состояния и в разделении химического потенциала на химическую и электрическую части, которое не может быть сделано термодинамическими методами, но рационально с точки зрения атомистических представлений, запишем выражение для химического потенциала электронов в металле следующим образом [c.99]

Таким образом, любая трактовка процессоБ коррозии металлов становится возможной лишь на основе представлений электрохимической кинетики. Ионизация металла и процесс ассимиляции электронов каким-либо агентом (очень часто роль последнего принадлежит ионам водорода или молекулярному кислороду, неизменно присутствующему во всех случаях, когда коррозионная среда контактирует с атмосферой) представляют электрохимические процессы, В отличие от обычных химических реакций электрохимические процессы не только контролируются концентрацией реагирующих веществ, температурными условиями и другими параметрами, но и главным образом зависят от потенциала металлической поверхности, на которой они протекают. Это относится как к скорости ионизации металла, так и к восстановительному процессу разряда ионов водорода или электрохимическому восстановлению кислорода — этим двум основным процессам, приводящим к связыванию освобождающихся электронов металла. [c.4]

Коррозионная усталость определяется не только химическим составом металла, но и его структурой, что хЬрошо видно на примере испытания тонких образцов из армко-железа, термически обработанного на разную величину зерна. Показано [117], что в 3 %-ном растворе Na I,электродный потенциал железа с более мелкой структурой на 150-200 мВ отрицательнее потенциала железа с более крупным зерном. При циклическом нагружении образцов в коррозионной среде потенциал начинает выравниваться и достигает 520 мВ после 10 и 10 циклов нагружения соответственно для образцов с мелким и крупным зерном. При этом абсолютное разблагораживание железа с мелкой структурой значительно меньше, чем крупнозернистых образцов. Образцы с мелкой структурой имеют также примерно на порядок меньшую долговечность, чем крупнозернистые, хотя к моменту разрушения у обоих типов образцов потенциал примерно одинаковый. Основная причина различного сопротивления железа коррозионной усталости — неравномерное распределение примесей в объеме и по границам зерен. При термообработке, обеспечивающей рост зерен, их границы больше обогащены примесями, что усиливает действие границ как анодов в электрохимических парах и способствует интер-кристаллитному разрушению. В образцах с более мелким зерном характер коррозионно-усталостного разрушения транскристаллитный. [c.50]

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЙ ПОТЕНЦИАЛ—аналог химического потенциала для систем, содержащих заряж. частицы (ионы, электроны, дырки) характеризует состояние к.-л. заряж. компонента i в фазе а при определ. внеш. условиях (темп-ре, давлении, хим. составе фазы и электрич. поле). По определению, Э. п. = (й<3/йп )7-,р, , где G—значение Гиббса энергии, учитывающее наличи гтек-трич. поля в фазе а я,—число молей компонента i в этой фазе. Э, п. можно определить также как умноженную на Аеогадро постоянную работу переноса заряж. частицы i из бесконечно удалённой точки с нулевым потенциалом внутрь фазы а. Во мн. случаях Э. п. формально разбивают на два слагаемых, характеризующих хим. и электрич. составляющие такой работы (1 = ц -1-7, ф, где ц — хим. потенциал частицы в фазе а г,- — заряд частицы с учётом знака, F—Фарадея постоянная, ф —электрич. потенциал. ЭЛЕКТРОЙДЕРНЫЕ РЕАКЦИИ—ядерные превращения, идущие при рассеянии электронов атомными ядрами. Согласно представлениям квантовой электродинамики, рассеяние электронов на нуклоне происходит путём обмена виртуальными у-квантами. В большинстве случаев достаточно ограничиться обменом одним у-квантом. Отличие виртуальных у-квантов от реальных состоит в том, что для последних имеет место однозначная связь между переданной нуклону энергией Лео и импульсом р. Для виртуальных у-квантов такое равенство не имеет места, что позволяет при рассеянии электронов варьировать независимо каждую кинематич. переменную. [c.595]

Сталь, устойчивую к газовой коррозии при высоких температурах (свыше 550 °С), называют окалиностойкой (жаростойкой). Стали, устойчивые к электрохимической, химической (атмосферной, почвенной, щелочной, кислотной, солевой), межкристаллит-ной и другим видам коррозии, называют коррозионно-стойкими (нержавеющими). Повышение устойчивости стали к коррозии достигается введением в нее элементов, образующих на поверхности защитные пленки, прочно связанные с основным металлом и предупреждающие контакт между сталью и наружной агрессивной средой, а также повышающих электрохимический потенциал стали в разных агрессивных средах. [c.292]

Анализ данных по коррозионной стойкости паиных соединений приводит к выводу, что повышение ее возможно путем легирова-иия припоев с целью приближения электрохимического потенциала лаяного шва н паяемого сплава н увеличения химического сродства лаяемого сплава и припоя. [c.210]

Ele tro hemi al potential — Электрохимический потенциал. Частная производная общей электрохимической свободной энергии компонента относительно числа грамм-молекул этого компонента, где все факторы — постоянны. Это аналогично химическому потенциалу компонента за исключением того, что он включает электрический и химический вклады в свободную энергию. Потенциал электрода в электролите относительно электрода сравнения измеряется в условиях незамкнутой цепи. [c.946]

При облучении стойкость металлов в условиях химической коррозии снижается из-за разрушения поверхностных защитных пленок. Облучение, вызывая структурные повреждения материалов, снижает электрохимический потенциал и ускоряет процесс коррозионного разрушения. В пассивирующихся металлах облучение разрушает поверхностные защитные пленки. [c.521]

Несмотря на большой отрицательный электрохимический потенциал бериллия (—1,85 В) и, следовательно, его высокую термодинамическую активность, бериллий, вследствие образования защитных пленок, довольно устойчив в атмосферных условиях. Его блестящая, серебристая поверхность лишь очень медленно тускнеет на воздухе. В этом отношении он похож на алюминий и магний, на которые несколько похож по внешнему виду и химическим свойствам. При нагреве бериллий, по сравнению с алюминием и магнием, гораздо лучше сохраняет свою прочность. При нагреве на воздухе до 400—500 °С бериллий окисляется очень слабо, при 800Х — достаточно быстро. С водородом заметно не реагирует, с азотом при высоких температурах образует нитриды ВезЫз. Холодная и горячая вода не оказывают на бериллий заметного воздействия. Стационарный потенциал бериллия в растворе 0,5 н. Na l равен пример- [c.276]

Рений — аналог марганца и технеция, у них много общих химических свойств. Например, как марганец, рений может образовывать перренаты KRe04 — соли рениевой кислоты HRe04, При нагревании рений реагирует с кислородом, галогенами, серой. Порошкообразный рений может гореть на воздухе, окисляясь до высшего оксида КегО . Оксид, рения легко возгоняется при 360 °С он имеет давление насыщенного-пара (0,1 МПа). Стандартный электрохимический потенциал рения для образования трехвалентных ионов Re + равен +0,3 В. [c.314]

В зависимости от стационарного потенциала или наложенного анодного потенциала и состава раствора можно создать условия, при которых будет наблюдаться наибольшая разница в скоростях растворения отдельных структурных составляющих, и, наоборот, могут быть достигнуты условия, при которых разница в скоростях будет наименьщей. Этот эффект, объясняемый с помощью дифференциальных анодных кривых, может быть использован для выяснения механизма химической и электрохимической обработки металлов и сплавов, пспользуемо в настоящее время в практике. [c.68]

Основной задачей в раскрытии механизма структурной коррозии, химической и электрохимической обработки металлов является дальнейшее совершенствование методики электрохимических исследований, которая должна обеспечить снятие потен-циостатических кривых для отдельных структурных составляющих и физически неоднородных участков металла, т. е. методики, позволяющей поддержать заданный потенциал и одновременно определять дифференциальные токи (плотности анодных токов) на отдельных структурных составляющих и физически неоднородных участках металла, соответствующие данному потенциалу. [c.81]

Термодинамические, а также и кинетические особеиноста электрохимических реакций на интерметаллических фазах удобно иллюстрировать методом потенциальных кривых. На ри,с. 12 показана качественная диаграмма энергетических изменений при образавании интерметаллической фазы и при переходе частицы из этой фазы в раствор электролита. Рис. 12а соответствует отсутствию гальванического потенциала Ф=0. Если бы форма потенциальных кривых для компонентов в сплаве и в собственной фазе была одной и той же, то анодное растворение любого из компонентов затруднялось бы. Но это противоречит экспериментальным результатам (рис. 10, И) (растворение благородного компонента облегчается). Сделано предположение, что но кинетическим нричина)м при образовании сплава из меняется форма потенциальных кривых наклон начального участка кривой для неблагородного компонента А становится больше, а для благородного компонента В — меньше. Отсюда энергия активации реакции ионизации компонента А увеличивается, а энергия активации реакции растворения компонента В уменьшается, несмотря на уменьшение его химического потенциала. В то же время в более высоких частях потенциальных кривых соотношение наклонов противоположное, поэтому энергия активации для реакции восстановления ионов неблагородного компонента в сплав уменьшается, а энергия активации для соответствующей реакции с ионом благородного комнонента возрастает, что находится в соответствии с предположениями Горбуновой и Ю. М. Полукарова, сделанными для объяснения кинетики реакций осаждения металлов в сплав [18]. [c.147]

С появлением анодной защиты значительно возрос интерес к электрохимической защите s химической промышленности. Катодная защита, щироко используемая для подземных и гидротехнических сооружений и судов, в условиях химических производств применялась в весьма ограниченных масштабах, поскольку в основном ее применение возможно в технической воде, сточных водах предприятий, а также в ряде сред, содержащих С1 -ионы. В агрессивных средах основной химической промышленности ее использование затруднено, так как в этом случае для достижения защитного катодного потенциала необходимо применять высокие плотности тока, следствием чего является интенсивное выделение водорода на защищаемой поверхности. Так, в 0,65н. серной кислоте защитная плотность тока для, углеродистой стали при катодной защите составит около 3,5-10"" af m при анодной поляризации плотность тока на пассивном металле бу дет ниже а/см . Известные трудности возникают и в связи с так называемой аномальной зависимостью скорости растворения металла от потенциала [6, 7]. [c.85]

Адсорбционная теория в возникновении пассивного состояния металла главную роль отводит образованию на его поверхности более тонких адсорбционных защитных слоев молекулярного, атомарного и отрицательно ионизированного кислорода, а также гидроксильных анионов, причем адсорбированные частицы образуют монослой или долю его. Процесс образования адсорбционного пассивирующего слоя может происходить одновременно с анодным растворением металла и иметь с металлом общую стадию адсорбции гидроксила. Существует два варианта объяснения адсорбцион ного механизма пассивности — химический и электрохимический [177]. Согласно химическому варианту адсорбированный кислород насыщает активные валентности поверхностных атомов металла, уменьшая их химическую активность. Электрохимический вариант объясняет возникновение пассивности электрохимическим торможением анодного процесса растворения. Образовавшиеся на поверхности адсорбционные слои (например, из кислородных атомов), изменяя строение двойного слоя и смещая потенциал металла к положительным значениям, повышают работу выхода катиона в раствор, вследствие чего растворение металла затормаживается. Адсорбционная теория сводит пассивирующее действие адсорбированных слоев к таким изменениям электрических и химических свойств поверхности (из-за насыщения свободных валентностей металла посторонними атомами), которые ведут к энергетическим затруднениям электрохимического процесса. [c.29]

По механизму процесса коррозия разделяется на химическую и электрохимическую. Химическая коррозия заключается в самопроизвольном разрушении металлов вследствие химического взаимодействия с сухими газами или жидкими неэлектролитами нефтью, беизином, керо сином, жидким бромом и др. При химическом взаимодей ствии металла образуются соединения РеО, РеЗ и др Самым распространенным видом химической кoppoзи является газовая коррозия, т. е. коррозия металлов в га зах при высокой температуре. Этому виду коррозии под вергаются детали машин и конструкций, работающие пр1 повышенных температурах (двигатели внутреннего сгорания, газовые турбины и др.). Электрохимическая коррозия заключается в разрушении металлов жидкими электролитами. Распространенным видом электрохимической коррозии является ржавление деталей и конструкции во влажном воздухе, трубопроводов в земле и т. п. Электрохимическая коррозия определяется теми же процессами, что и работа гальванических элементов. При погружении металла в электролит положительно заряженные ионы металла будут переходить в раствор. В результате металл, потеряв часть положительных зарядов, становится заряженным отрицательно, а электролит— положительно и на границе металл — электролит возникает скачок потенциала. Непосредственно этот скачок потенциала не может быть измерен, но можно определить электродвижущую силу между отрицательно заряженным металлом (один электрод) и стандартным водородным электродом, потенциал которого условно принимается за нуль. Эту э. д. с. принято называть электродным потенциалом металла. Водородный электрод представляет собой пластинку платины, погруженную в раствор с заданной концентрацией ионов водорода при определенном давлении газообразного водорода. Металлы могут иметь электродный потенциал как более высокий, так и более низкий, чем у водородного электрода [c.151]

Физико-химические свойства существующих в настоящее время полимерных материалов таковы, что они не исключают взаимодействия металла с коррозионной средой. Это подтверждается тем, что на электроде, покрытом полимерной пленкой обычной толщины (1= = 100 мкм), через некоторое время после опускания его в алвкт-ролит устанавливается электрохимический потенциал. Установление [c.16]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...