Катодное восстановление окислителей

Приводятся две парциальные кривые катодного восстановления окислителя в ще- [c.41]

Иной механизм имеет очень распространенная коррозия металлов в электролитических средах. В этом случае атом металла и частица окислителя непосредственно не контактируют и процесс включает две реакции анодное растворение металла и катодное восстановление окислителя. По типу коррозионной среды выделяют коррозию в природных средах атмосферную, морскую, подземную, биокоррозию. [c.160]

Предложенное описание коррозионных процессов справедливо лишь в том случае, если поверхность металла равнодоступна как для анодной, так и для катодной реакций. Для металла с идеально однородной поверхностью (например, для жидкого металла) выполнение такого условия не подлежит сомнению. Для обычных твердых (даже очень чистых) металлов из-за неизбежной неоднородности их поверхности выполнение указанного условия неочевидно. Это явилось причиной появления на первых этапах развития учения об электрохимической коррозии металлов представлений, получивших название теории микроэлементов. Теория предполагала, что катодное восстановление окислителя (например, выделение водорода) может происходить только на некоторых участках поверхности корродирующего металла, а растворение металла возможно на других участках, так что существует пространственное разделение катодной и анодной реакций, позволяющее рассматривать коррозионный процесс как функционирование большого числа короткозамкнутых гальванических элементов . [c.86]

В процессе растворения металла на его поверхности одновременно протекают две электродные реакции анодное растворение металла и катодное восстановление окислителя. При достаточно длительном контакте металла с агрессивной средой коррозионный процесс стабилизируется и наступает так называемое стационарное состояние, характеризующееся равенством скоростей анодной и катодной реакций (/а = /к) и соответствующим значением потенциала кор. называемым стационарным или коррозионным потенциалом. Из условия стационарности следует, что для замедления скорости растворения металла достаточно снизить скорость хотя бы одной из электродных реакций. Основной характеристикой скорости анодного и катодного процесса являются их поляризационные кривые — зависимости анодной /з и катодной /к плотностей тока от потенциала Е. На рис. 5.1 приведена обобщенная потенциостатическая анодная поляризационная кривая. Кривые такого рода более подробно описаны в работах 14, 5, 6, 7]. Область АВ называется областью активного растворения. Вначале скорость растворения металла экспоненциально увеличивается с увеличением потенциала по уравнению Тафеля. В переходной области ВС происходит пассивация металла, приводящая к резкому замедлению коррозии. Потенциал максимума тока называется критическим потенциалом пассивации Е р, а соответствующая ему величина — критической плотностью тока пассивации /кр. Область D, характеризующаяся малыми скоростями коррозии (обычно 10- 4-10 А/см ), практически независимыми от потенциала, называется областью устойчивого пассивного состояния или пассивной областью. Пассивное состояние обусловлено образованием на поверхности металла тонких защитных пленок оксид- [c.254]

Не менее важное значение для характеристики ингибиторов, действующих путем повышения эффективности катодного процесса, имеет, помимо величины их окислительно-восстановительного потенциала, также кинетика (перенапряжение) процесса катодного восстановления окислителя на данном материале катода [c.192]

Если учесть, что агрессивные среды, в которых происходит коррозия, обычно имеют сложный состав и часто представляют собой смеси многих электролитов, то станет понятно, насколько трудно предсказать коррозионное поведение многокомпонентного сплава в данной среде. Это тем более трудно, что скорость коррозии, как известно, определяется не только анодным поведением металла, но и кинетикой катодного восстановления окислителя. [c.126]

Глава IV КАТОДНОЕ ВОССТАНОВЛЕНИЕ ОКИСЛИТЕЛЕЙ [c.134]

И катодная (восстановление окислителя Ох). [c.13]

Важной особенностью электрохимической коррозии металла является наличие двух одновременно протекающих сопряженных процессов анодного окисления металла и катодного восстановления окислителя. Примером такого процесса является сернокислотная коррозия воздухоподогревателей. [c.5]

Основными электродными процессами, характеризующими кинетику коррозии металлов, являются анодные — ионизация металла, катодные — восстановление окислителя. [c.25]

Современная теория коррозии металлов в растворах электролитов исходит из электрохимической природы коррозионного процесса [1]. Согласно этой теории, коррозия, или самопроизвольное растворение металла в этих условиях, является результатом протекания двух взаимно независимых электрохимических реакций — анодной ионизации металла и катодного восстановления окислителя, в роли которого может выступать растворенный в воде кислород. [c.10]

Следует отметить, что на первом участке катодной поляризационной кривой (рис. 5, например, кривая 3, участок а) восстановление окислителя подчиняется законам электрохимической кинетики и описывается уравнением Тафеля (26). [c.28]

Химическая гетерогенность поверхности сплава оказывает влияние также на скорость процесса восстановления окислителя из раствора, сопряженного е процессом окисления (растворения) сплава. Поэтому на отдельных участках сплава скорость катодного процесса при одном и том же потенциале, строго говоря, будет различной. В случае физической неоднородности поверхности (выход на поверхность кристаллитов с разной ориентацией граней) скорость восстановления окислителя (например, НдО" -иона) может быть близка по величине. В присутствии ингибитора различие также может стать существенным из-за разной адсорбционной способности кристаллографических граней [25 J. [c.35]

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]

По типам коррозии различают электрохимическую и химическую. При электрохимической коррозии окисление металла происходит в растворах электролитов и является результатом действия двух взаимосвязанных электрохимических процессов ионизации атомов металла (анодный процесс) и восстановления окислителя (катодный [c.10]

Электрохимическая коррозия представляет собой самопроизвольное разрушение металлических материалов вследствие взаимодействия с электролитически проводящей коррозионной средой. При этом ионизация атомов металла (анодный процесс) и восстановление окислителя (катодный процесс) протекают не в одном акте и их скорости зависят от величины электродного потенциала. [c.15]

Коррозионный ток пропорционален этой концентрации окислителя в растворе в дробной степени. Величины Ъ, и bj входящие в оба последние уравнения, связаны с коэффициентами переноса анодной реакции ионизации металла и катодного процесса восстановления окислителя соотношениями (8.5) [c.151]

Исследования электрохимического поведения Ti в различных условиях показали, что оксидная плёнка, образующаяся на поверхности металла, напоминает по своей роли в коррозионном процессе полупроводник п - типа катодный процесс восстановления окислителя протекает без особых затруднений, в то время как анодный процесс окисления сильно замедляется. [c.63]

Характер развития коррозии определяется соотношением между числом анионов гидроксила, генерируемых в процессе восстановления окислителя и потребляемых в анод- ной реакции. Если п ш, то окислитель фактически являет-- ся активатором коррозии. Рост его концентрации приводит к облегчению катодной реакции и ускорению коррозионного процесса в целом. Однако, когда т>п, т. е. когда количество анодно-актив<ных частиц превышает число электронов, участвующих в катодном акте, восстановление окислителя сопровождается накоплением ОН-ионов в приэлектродном слое. Это приводит к изменению величины (и даже знака) -потенциала и торможению как катодной, так и анодной реакций. Окислители подобного типа — эффективные ингибиторы коррозии [208]. [c.183]

С повышением температуры уменьшается перенапряжение восстановления окислителя. Особенно это важно для коррозионного процесса, протекающего с катодным контролем. С увеличением температуры увеличивается скорость диффузии веществ, участвующих в процессе или образующихся в результате электродной реакции. [c.179]

Используемые электролиты должны содержать активатор и пассиватор в такой концентрации, чтобы катодный ток, возникающий за счет восстановления окислителя, был бы достаточен.для пассивации тела зерна, но недостаточен для границ. В качестве активатора в таких электролитах применяют хлористый натрий, а в качестве деполяризатора — перекись водорода. Сместить потенциал в нужном направлении можно и посредством анодной поляризации, поэтому некоторые испытания основаны на этом принципе. [c.60]

Скорость окисления металла измеряется анодным током ia скорость восстановления — катодным током ik. Анодная кривая выражает скорость окисления металла в зависимости от сдвига потенциала металла в положительную сторону от значения равновесного потенциала, катодная кривая — скорость восстановления окислителя, например ионов водорода, и сдвиг его потенциала (фн ) в отрицательную сторону от значения равновесного потенциала окислителя (фок). [c.39]

Кинетику анодного процесса пассивирующихся коррозионных систем можно представить зависимостью стационарной скорости окисления от потенциала гст = /(ф). На поверхности металлов в растворах электролитов одновременно протекают две электродные реакции анодное растворение металла и катодное восстановление окислителя [12] [c.9]

Скорость катодного восстановления окислителя, т. е. величина, обратная перенапряжению, также зависит не только от природы окислителя, но и от природы металла, на котором происходит восстановление окислителя. Естественно поэтому пассивируюш,ая способность окислителя по отношению к различным металлам мо- [c.196]

Часто катодное восстановление окислителя, нанример кислорода, происходит на предельном токе. В этом случае скорость коррозии определяется концентрацией окислителя и толщиной диффузионного слоя, т. е. гидродинамическими условиями у поверхности металла. На рис. V,4 приведена коррозионная диаграмма для подобного случая. Здесь имеется одна анодная кривая и несколько катодных кривых, положение которых при ох = onst зависит от скорости омывания поверхности металла, т. е. от толщины диффузионного слоя б [c.168]

Автор при изложении пользуется рассмотрением только электрических схем, забывая об электрохимической природе явления. Полная катодная зашита окисляющегося металла будет достигнута в том случае, когда потенциал его, определяемый плотностью зашитвого тока, станет отрицательнее равновесного потенциала в данной среде. В случае так называемого катодного ограничения перенапряжение катодной реакции велико по сравнению с реакцией анодной (см. схему). Поляризационные кривые (а—анодного окисления металла, к — катодного восстановления окислителя) поясняют сказанное автором о полноте защиты. Внешний ток при сдвижении потенциала от его компромиссного значения в сторону более отрицательных значений будет равен ординатам заштрихованного участка (а — зеркальное изображение кривой о). Из схемы видно, что смещение потенциала от ДО 9равн- сопровождается сильным возрастанием защитного тока. При еще большем смещении потенциала защитный ток возрастает медленно, т. е. при данном его возрастании — значительно изменяется потенциал электрода. [c.968]

Поры закрываются вследствие образования пленки окислов и снова возникают в других местах, где происходит растворение пленкн или ее катодное восстановление. Явление пассивности, по теории Г. В. Акимова, представляет собой динамическое равновесие между силами, создающими защитную пленку (окислителями, анодной поляризацией), и силами, нарушающими ее сплошность (водородными и галоидными ионами, катодной поляризацией и др.). [c.307]

В активных средах для анодного покрытия скорость коррозии определяется разностью потенциалов контактирующих электродов (покрытие - основа), а длительность защиты - скоростью растворения покрытия и его толщиной. Поэтому повышение коррозионной стойкости самого покрытия способствует увеличению долговечности системы покрытие — основа. В активных средах анодное растворение металлов протекает при поляризации анодного процесса менее значительной, чем для катодного. Контактный ток пары в этом случае определяется в основном перенапряжением катодного процесса и связан со вторичными явлениями, изменяющими поведение контактных пар. Методы, повышающие катодный контроль например, повышение перенапряжения водорода для сред с водородной деполяризацией или уменьшение эффективности работы катодов, в том числе за счет вторичных явлений, будут способствовать снижению скорости саморастворения покрытия и, наоборот, катодные включения с низким перенапряжением восстановления окислителя стимулируют коррозионное разрушеше системы. [c.71]

К анодным ингибиторам относится, например, класс окислителей типа МОу (хроматы, ванадаты, вольфраматы, молибдаты, нитриты, пере-кисные соединения), воздействие которых оказывает непосредственное влияние на анодный процесс не только за счет изменения потенциала электрода, но и через поверхностную концентрацию анодно-активных частиц, образующихся при восстановлении окислителя. Установлено [2], что функционировать в качестве эффективных ингибиторов могут окислители, потенциал восстановления которых больше яотенциала коррозии защищаемого металла. Отношение числа и образующихся при катодном акте анодно-активных частиц к числу т реализованных электронов для окислителей ингибиторного типа, исходя из уравнения, описывающего суммарный процесс установившегося режима коррозии, [c.141]

Таким образом, поверхность сплава (металла) может также характеризоваться группой парциальных катодных кривых, вклад каждой из них в общий суммарный катодный процесс определяется скоростью процесса восстановления окислителя и площадью отдельных участков. Одновременное рассмотрение группы парциальных катодных и анодных кривых усложняет подход к анализу коррозионного процесса. Поэтому предлагается рассматривать величину коррозионного потенциала, который устанавливается после помещения сплава в коррозионноактивную среду, и его положение на парциальных анодных кривых структурных составляющих. В момент помехцения сплава в раствор отдельные [c.35]

При питтинговой коррозии основное коррозионное разрушение локализуется на отдельных небольших участках металла (магний, алюминий, железо, никель, титан и др.) и протекает с большой скоростью, что может приводить к сквозной точечной коррозии металла. Питтинговая коррозия наблюдается, обычно, когда основной металл находится в пассивном состоянии. Ионы-активаторы (СГ, Вг , I") адсорбируются в основном на участках поверхности, где плеяка оксида несовершенна (металлические или неметаллические включения, искажающие или нарушающие кристаллическую структуру оксида) [22]. Анионы частично замещают кислород в оксиде и образуют хорошо растворимые поверхностные комплексные ионы. Пассивная пленка нарушается, и металл начинает непосредственно контактировать с раствором. Потенциал металла на этих участках имеет более отрицательное значение, чем потенциал основного металла, покрытого оксидной пленкой, что приводит к возникновению локальных токов. Если пассивная пленка не обладает большим омическим сопротивлением, то система заполяризовывается и на участках питтингооб-разования в основном протекает интенсивно анодный процесс, а катодный процесс восстановления окислителя идет на пассивной поверхности металла. При этом миграция анионов-активаторов идет в основном к участкам питтингообразования. [c.38]

Как видно из рис. 1.3, данные, относящиеся к окислителям, хорошо укладываются на кривую для 1 н. Н25О4, полученную потенциостатическим методом. Такое совпадение наблюдается не только при потенциалах, соответствующих активному состоянию поверхности, но и при более положительных потенциалах, лежащих в областях устойчивой пассивности и перепасснза-ции. Таким образом, как при химической, так и при анодной пассивации для перехода металла в пассивное состояние требуется достижение оиределенного потенциала, при смещении которого в область положительных значений скорость растворения и степень запассивированности металла определяются только значением потенциала и не зависят от того, обеспечивается ли оно поляризацией металла внешним током или сопряжено с протекающей катодной реакцией восстановления окислителя. [c.12]

Влияние температуры раствора на развитие питтинговой коррозии представляет большой интерес. Улиг отметил, что в нейтральных растворах Na l для нержавеющих сталей скорость коррозии проходит через максимум при 90°С [И]. Повышение температуры раствора может привести к изменению характера питтинговой коррозии стали. Например, Стрейчер наблюдал, что с повышением температуры раствора до 50 °С положительное влияние добавок молибдена на стойкость стали к питтинговой коррозии полностью исчезает. На стали с добавками Мо, пит-тингов образуется даже больше, чем на обычной стали типа 18—8 [61]. С повышением температуры на нержавеющих сталях число питтингов резко возрастает, а их средняя и максимальная глубина остается практически постоянной. При 60—70 °С на поверхности стали образуется много мелких питтингов, глубина которых не превышала 0,1 мм. Отсутствие изменения глубины ниттинга объясняется увеличением числа центров, в которых сталь активируется. При этом ток катодной реакции восстановления окислителя распределяется на большее число анодов, Таким образом повышение температуры как и агрессивности раствора способствует постепенному переходу к развитию более общей коррозии. [c.99]

Фиг. 24. Поляризационная диагра.мма, поясняющая скорость растворения различных металлов в условиях, когда катодный процесс лимитируется скоростью восстановления окислителя (условно принято одинаковое перенапряжепкс восстановления окислителя).

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...