Выделение водорода

Процессы коррозии металлов, у которых D = Н+, т. е. катодная деполяризация осуществляется водородными ионами по реакции (332) с выделением водорода, называют процессами коррозии металлов с водородной деполяризацией. [c.248]

В щелочных растворах, в которых концентрация ионов H+HjO крайне мала, коррозия металлов с выделением водорода идет за счет восстановления водорода из молекул воды [c.250]

Если катодный процесс состоит из двух параллельно идущих катодных реакций — ионизации кислорода и выделения водорода (смешанная кислородно-водородная деполяризация), то анодная и катодная поляризационные кривые пересекутся на коррозионной диаграмме правее точки D (рис. 185), соответствующей началу водородной деполяризации на катодных участках, например в точке К. Степень контроля катодного процесса в этом случае характеризуется соотношением силы коррозионного тока, определяемого процессом ионизации кислорода 1о, = и силы коррозионного тока, определяемого процессом выделения водорода /и, = /г —/д, [c.277]

Схема возникновения и механизма действия блуждающих токов была приведена на рис. 260. Блуждающие токи обусловлены утечками тягового тока с рельсов электротранспорта, работающего на постоянном токе. Почва является при этом шунтирующим проводником и в зависимости от величины электросопротивления рельсов и грунта ток, иногда весьма значительной силы (до десятков и сотен ампер) проходит по земле. Встречая на своем пути подземное металлическое сооружение (например, трубопровод или кабель) ток входит в него (в этой зоне имеет место катодный процесс, который приводит к подщелачиванию грунта, а иногда и выделению водорода) и течет по нему, пока не встретятся благоприятные условия его возвращения на рельсы. В месте стенания тока с сооружения происходит усиленное анодное растворение металла, прямо пропорциональное величине тока. Блуждающие токи имеют радиус действия до десятков километров в сторону от токонесущих конструкций, например, рельсовых путей. [c.390]

Катодная реакция с выделением водорода относится к наиболее частым случаям коррозии большинства металлов и сплавов под действием кислот, а также некоторых металлов с весьма отрицательными потенциалами (например, магния и его сплавов) в нейтральных растворах электролитов. [c.39]

Это означает, что замедление процесса выделения водорода тем больше, чем слабее данный металл катализирует реакцию молизации атомов водорода. В действительности значение перенапряжения водорода для свинца велико, а каталитическая его активность мала для платины — наоборот. [c.41]

В нейтральных растворах с pH = 7 гальванические элементы, составленные из большинства имеющих техническое значение металлов, работают без выделения газообразного водорода, так как потенциал разряда ионов водорода отрицательнее, чем потенциал анода. Только начиная с определенного значения pH, при котором потенциал анода отрицательнее потенциала разряда водородных ионов, процесс коррозии может сопровождаться выделением водорода. Металлы с очень электроотрицательным по- [c.42]

Явление перенапряжения при катодном процессе восстановления водорода имеет большое практическое и теоретическое значение, так как, если бы выделение водорода не сопровождалось значительным перенапряжением, коррозионные процессы с водородной деполяризацией протекали бы значительно более интенсивно, чем это имеет место в реальных условиях. [c.43]

В растворах соляной кислоты титан корродирует с выделением водорода. При определенных концентрациях кислоты и температурах, в зависимости от доступа кислорода в коррозионную среду, титан может переходить из пассивного состояния в активное (рис. 188). В растворах соляной кислоты очень низких концентраций титан способен пассивироваться за счет образования защитных гидридных пленок. Так, при С он устойчив в [c.282]

Металлы с потенциалами более отрицательными,чем потенциал водородного электрода, называют неблагородными, они растворяются в кислотах с выделением водорода. [c.28]

Очень опасен водородный износ, связанный с выделением водорода при разложении воды, нефти и нефтепродуктов, деструкцией пластмасс при трении, применении водородного топлива. [c.16]

Этот тип поляризации обусловлен замедленностью электродной реакции или, говоря другими словами, потребностью в энергии активации для начала электродной реакции. Наиболее ярким примером может служить восстановление ионов водорода на катоде -> — е. Активационная поляризация для этого процесса называется водородным перенапряжением (или перенапряжением выделения водорода). Считают, что на платиновом катоде реакции протекают в такой последовательности. Сначала идет относительно быстрая реакция [c.53]

Активационная поляризация определяет также кинетику осаждения или растворения металла. Она мала для таких металлов, как серебро, медь, цинк, но возрастает для металлов переходной группы, например железа, кобальта, никеля, хрома (см. табл. 4.1). Природа анионов электролита больше влияет на перенапряжение процессов разряда и ионизации металла, чем на реакцию выделения водорода. [c.53]

По современным данным, на большинстве металлов кинетика выделения водорода определяется не десорбцией, а стадией разряда. — Примеч. ред. [c.53]

Перенапряжение выделения водорода [c.54]

Повышение температуры (возрастает /о). Для металлов, корродирующих с выделением водорода, уменьшение водородного перенапряжения является одним из факторов, объясняющих увеличение коррозии с возрастанием температуры. [c.56]

Скоростью, с которой атомы Наде рекомбинируют друг с другом или с Н , образуя Hj, обусловлена каталитическими свойствами поверхности электрода. Если электрод является хорошим катализатором (например, платина или железо), водородное перенапряжение невелико, тогда как для слабых катализаторов (ртуть, свинец) характерны высокие значения перенапряжения. При добавлении в электролит какого-либо каталитического яда, например сероводорода или соединений мышьяка или фосфора, уменьшается скорость образования молекулярного Hj и возрастает адсорбция атомов водорода на поверхности электрода . Повышенная концентрация водорода на поверхности металла облегчает проникновение атомов водорода в металлическую решетку, что вызывает водородное охрупчивание (потерю пластичности) и может привести к внезапному растрескиванию (водородное растрескивание) некоторых напряженных высокопрочных сплавов на основе железа (см. разд. 7..4). Каталитические яды увеличивают абсорбцию водорода, выделяющегося на поверхности металла в результате поляризации внешним током или коррозионной реакции. Это осложняет эксплуатацию трубопроводов из низколегированных сталей в некоторых рассолах в буровых скважинах, содержащих сероводород. Небольшая общая коррозия приводит к выделению водорода, который внедряется в напряженную сталь и вызывает водородное растрескивание. В отсутствие сероводорода общая коррозия не сопровождается водородным растрескиванием. Высокопрочные стали из-за своей ограниченной пластичности более подвержены водородному ра- [c.58]

Эта реакци я быстро протекает в кислой , но медленно в щелочной илн нейтральной водной среде. Например, скорость коррозии железа в деаэрированной воде при комнатной температуре менее 0,005 мм/год. Скорость выделения водорода в этом случае зависит от наличия в металле примесей с низким водородным перенапряжением. На поверхности чистого железа также может выделяться водород, поэтому железо высокой чистоты корродирует в кислотах, но значительно медленнее, чем техническое. [c.100]

Кинг и Миллер считают [3], что реакция выделения водорода происходит на сульфиде железа, который, в свою очередь, образуется в результате реакции иона Fe + с сульфид-ионом, выделяемым бактериями. Они предположили также [4], что бактерии увеличивают количество активного сульфида железа, на котором может идти реакция выделения Hj. Особенно серьезные повреждения сульфатвосстанавливающие бактерии наносят нефтяным отстойникам, подземным трубопроводам, водоохлаждаемым прокатным станам или обсадным трубам глубоких скважин. На Среднем Западе США в результате коррозии под действием сульфат-восстанавливающих бактерий за 2 года вышли из строя водозаборные трубы для артезианской воды — диаметром 50 мм, с гальваническим покрытием коррозия в предварительно хлорированной воде была значительно меньше. [c.104]

Если коррозия сопровождается выделением водорода, скорость ее возрастает более чем вдвое с увеличением температуры на 30 °С. Например, скорость коррозии железа в соляной кислоте удваивается при повышении температуры на каждые 10 С. [c.105]

В кислой среде (pH < 4) пленка оксида железа растворяется, значение pH на поверхности железа снижается, и металл находится в более или менее непосредственном контакте с водной средой. При этом увеличение скорости реакции является результатом как значительной скорости выделения водорода, так и кислородной деполяризации. [c.105]

Недостаточно изучено влияние примесей и металлургических факторов на скорость коррозии в сильнощелочных растворах (pH лг 14), где коррозия также сопровождается выделением водорода. В пассивной области, при pH = lO-f-13, нельзя ожидать резко выраженного влияния примесей (в их обычных концентрациях) или обработки на пассивность металла. В общем, любые условия, повышающие соотношение площадей катода и анода, способствуют достижению пассивного состояния или повышению его устойчивости. [c.108]

Мы видели, что в сильных кислотах, например соляной, серной, диффузионно-барьерная оксидная пленка на поверхности железа растворяется при pH = 4. В более слабых кислотах, например уксусной или угольной, растворение оксида происходит при более высоком pH, поэтому скорость коррозии железа возрастает и начинается выделение водорода при pH = 5 или 6. Это различие объясняется [81 большей общей кислотностью или нейтрализующей способностью частично диссоциированной кислоты по сравнению о полностью диссоциированной кислотой при данном pH. [c.109]

Возрастание скорости коррозии железа по мере уменьшения pH обусловлено не только увеличением скорости выделения водорода в действительности облегченный доступ кислорода к поверхности металла вследствие растворения поверхностного оксида усиливает кислородную деполяризацию, что нередко является более важным фактором. Зависимость скорости коррозии железа или стали в неокисляющих кислотах от концентрации растворенного кислорода показана в табл. 6.2. В 6 % уксусной кислоте отношение скоростей коррозии в присутствии кислорода и в его отсутствие равно 87. В окисляющих кислотах, например в азотной, действующих как деполяризаторы, для которых скорость коррозии не зависит от концентрации растворенного кислорода, это отношение близко к единице. В общем, чем более разбавлена кислота, тем больше отношение скоростей коррозии в присутствии и в отсут- ствие кислорода. В концентрированных кислотах скорость выделения водорода так велика, что затрудняется доступ к поверхности металла. Поэтому деполяризация в концентрированных кислотах в меньшей степени способствует увеличению скорости коррозии, чем в разбавленных, где диффузия кислорода идет G большей легкостью. [c.109]

Если контактирующие металлы погружены в неаэрируемые растворы, где коррозия сопровождается выделением водорода, увеличение площади более благородного металла приводит к увеличению коррозии менее благородного. На рис. 6.6 предста ены поляризационные кривые для анода, слабо поляризованного по сравнению с катодом, на котором происходит выделение водорода (катодный контроль). Наклон кривой 1 отвечает поляризации более благородного металла, имеющего высокое водородное перенапряжение. Наклоны кривых 2 и 3 отвечают металлам с низким водородным перенапряжением. Проекции точек пересечения анодных н катодных поляризационных кривых на ось Ig I дают соответствующие гальванические токи. Заметим, что любой металл, на котором происходит разряд ионов водорода, является водородным электродом, который при давлении водорода 0,1 МПа имеет равновесный потенциал —0,059 pH вольт. Рис. 6.7 иллюстрирует случай, когда корродирующий металл контактирует с более благородным, имеющим переменную площадь. На оси абсцисс вместо логарифма полного тока нанесен логарифм плотности тока. Если анод площадью Ла контактирует с более благородным металлом площадью Л , то плотность гальванического тока на аноде в результате контакта будет равной [c.114]

В природных пресных водах значение pH обычно слишком велико для сколько-нибудь заметного выделения водорода, поэтому на скорость коррозии в первую очередь влияет скорость движения воды, доставляющей кислород к поверхности металла. При высокой скорости потока к поверхности металла поступает количество кислорода достаточное для частичной пассивации. Если это происходит, то скорость коррозии после начального подъема снова снижается (рис. 6.8). Если бы скорость движения воды увеличивалась и дальше, то механическое разрушение пассивной пленки или пленки продуктов коррозии вызвало бы дальнейшее возрастание скорости коррозии. Первый максимум скорости коррозии, предшествующий пассивации, наблюдается при скорости потока, зависящей от шероховатости поверхности металла и от примесей в воде. В присутствии ионов С1 в высокой [c.114]

При кратковременных испытаниях в водных средах при комнатной температуре наименьшая скорость общей коррозии наблюдается в интервале pH = 7- 12 (рис. 13.3). В кислых или сильнощелочных средах агрессивное воздействие обусловлено в основном выделением водорода. При pH >> 12,5 цинк быстро реагирует с образованием растворимых цинкатов согласно реакции [c.236]

Впервые этот эффект был установлен в опыте по определению скорости выделения водорода над цинковым электродом при растворении цинка в разбавленной НС1 (рис. 195). Выделение водорода на цинке уменьшается Ко -> Ki, если цннк анодно поляризуется в случае его контактирования с платиной, причем уменьшение выделения водорода приблизительно пропорционально наложенному анодному току [c.290]

Так, ультразвук облегчает электролитическое выделение водорода и кислорода. Наложение ультразвука ускоряет в десятки раз растворение алюминия в растворах NaOH, облегчая растворение и удаление образующейся пленки А1(0Н)з. Опыты по растворению алюминия в растворах НС1 показали, что ультразвук малой интенсивности оказывает слабое поляризующее воздействие, а большой интенсивности — сильное деполяризующее воздействие. - [c.369]

Межкристаллитная коррозия дюралюминия (около 4—5% Си 0,5—1,75% Mg, по 0,5% Si, Мп и Fe, ост. AI), согласно работам А. И. Голубева, связана с разрушением образующегося при распаде твердого раствора (в виде более или менее непрерывной цепочки на границах зерен) интерметаллического соединения uAla в тех случаях, когда процесс коррозии сопровождается выделением водорода. В этих случаях на включениях uAla и зернах твердого раствора не образуется кроющая пленка продуктов коррозии, которая обычно (при кислородной деполяризации) препятствует коррозии включений uAla, а следовательно, и развитию межкристаллитной коррозии. Первоначальными очагами выделения водорода и возникновения межкристаллитной коррозии являются, по данным С. Е. Павлова и С. М. Амбарцумяна, межкристаллитные микропоры на поверхности сплава. Поэтому в качестве одного из наиболее эффективных путей борьбы с межкристаллитной коррозией алюминиевых сплавов, содержащих медь, рекомендуется уплотнение структуры металла. [c.420]

На дно колбы или бачка из стали марок 0Х23Н28МЗДЗТ и 0Х23Н28М2Т кладут бусы, стеклянные трубки или фарфоровые лодочки, помещают образцы стали и, залив их раствором, добавляют цинковую пыль. Когда бурная реакция выделения водорода закончится, соединяют реакционный сосуд с обратным холодильником и кипятят в течение 144 ч [c.453]

Таким образом, коррозия с кислородной деполяризацией является термодинамически более возможным процессом, так как равновесный потенциал восстановления кислорода более положителен, чем равновесный потенциал выделения водорода. Общая кривая катодной поляризации (рис. 16) имеет сложный вид и является суммарной из трех кривых, характеризующих поляризацию при ионизации кислорода (/), копцептрацнонную поляризацию (//) и поляризацию при разряде ионов водорода (///). Как это видно из рис. 16, общая катодная кривая слагается из трех участков, характерных. для этих трех процессов. [c.45]

На рис. 30 представлена зависимостг. скорости коррозии железа от pH раствора. Соответствующие значения pH создавались подкислением воды соляной кислотой или ее подщелачиванием едким натром. При низких значениях pFI скорость растворения железа велика облегчено выделение водорода и, кроме того, продукты коррозии являются растворимыми. При средних значениях pH (4—9) скорость коррозии не зависит от величины рИ. Существует точка зрения, что в таких нсйтралы1ых растворах пастворимость кислорода, который является основным катод- [c.70]

Г. В. Акимов указывал, что тонкая иленка электролита представляет собой слабое препятствие для ироиикповения кислорода из атмосферы воздуха к корродирующей металлической по-верхност . Это обстоятельство обусловливает очень интенсивное иоступление кислорода на катодные участки металла. В условиях коррозионного процесса с выделением водорода кислородная и водородная деполлризашо протекают параллельно и независимо друг от друга. [c.173]

При температуре до 35°С коррозионная стойкость титана в аэрированных растворах фосфорной кислоты удовлетворительна при концентрации не выше 30% (рис. 91). С повышением температуры граница устойчивости титана значительно смещается в сторону меньших концентраций. При 100° С устойчивость титана сохраняется в кислоте концентрации менее 3%. Зависимость скорости коррозии титана от концентрации серной кислоты имеет сложный характер. Это объясняется тем, что серная кислота меняет свои свойства с изменением степени гидрата-и,ми, зависящей от концентрации. Характер этой зависимости при 40°С показан на рис. 192, на котором наблюдается два максимума скорости растворения титана — при концентрациях 40 и 75%. При достижении первого максимума серная кислота имеет высокие значения электронроводно-сти н концентрации водородных ионов процесс выделения водорода при этом усиливается вследствие адсорбции водорода титаном. Второй максимум соответствует восстановлению серной кислоты до сероводорода и свободной серы. [c.283]

С увеличением температурн скорость коррозии металлов, как правило, воврастает, причем эта зависимость во многих случаях носит экспоненциальный характер. Например, скорость корровии стали в соляной кислоте, вдущач с выделением водорода, удваивается при увеличении температуры на Ю С. [c.41]

Угол наклона dr /d Ig j кривой, описываемой этим уравнением, невелик для небольших значений /. Наклон увеличивается по мере приближения / к / ор + /V и достигает значения р при / > 3> /г + /кор- Перенапряжение выделения водорода для некорродирующего металла также можно выразить с помощью тафелев-ского уравнения, оно имеет вид il = Р Ig (/ + /V)//o и справедливо для всех значений / (см. рис. 4.5). Значения вычисленные с помощью измеренных значений т], также следуют соотношению Тафеля, но с наклоном обратного знака. Наиболее медленной стадией разряда ионов водорода на платине или палладии, видимо, является рекомбинация адсорбированных атомов водорода. Справедливость этого допущения подтверждается тем, что найденное значение а = 2. Для железа а 0,5 и, соответственно, р = = 0,1. Вероятно, медленная стадия реакции выделения водорода на железе протекает по схеме [c.57]

В кислой среде (pH < 4) диффузия кислорода перестает быть лимитирующим фактором и коррозионный процесс частично определяется скоростью выделения водорода, которая, в свою очередь, зависит от водородного перенапряжения на различных примесях и включениях, присутствующих в специальных сталях и чугунах. Скорость коррозии в этом диапазоне pH становится достаточно высокой, и анодная поляризация способствует этому (анодный контроль). Низкоуглеродистые стали корродируют в кислотах G меньшей скоростью, чем высокоуглеродистые, так как для цементита Feg характерно низкое водородное перенапряжение. Поэтому термическая обработка, влияющая на количество и размер частиц цементита, может значительно изменить скорость коррозии. Более того, холоднокатаная сталь корродирует в кислотах интенсивнее, чем отожженная или сталь со снятыми напряжениями, так как в результате механической обработки образуются участки мелкодисперсной структуры с низким водородным перенапряжением, содержащие углерод и азот. Обычно железо не используют в сильнокислой среде, поэтому для практических нужд важнее знать закономерности его коррозии в почвах и природных водах, чем в кислотах. Тем не менее существуют области [c.107]

Хотя содержание углерода в стали не влияет на скорость коррозии в пресной воде, в морской воде наблюдается небольшое ее увеличение (максимум на 20 %) при повышении содержания углерода от 0,1 до 0,8 % [32]. Причина этого наряду с кислородной деполяризацией, возможно, связана с возрастанием роли реакции выделения водорода в растворах хлоридов (в результате образования комплексов Fe " с ионами С1 ), когда увеличивается поверхность, покрытая цементитом Feg . [c.124]

Блуждающими токами называют токи утечки из электрических цепей или любые токи, попадающие в землю от внешних источников. Попадая в металлические конструкции, они вызывают коррозию в местах выхода из металла в почву или воду. Обычно природные токи в земле не опасны в коррозионном отношении — они слишком малы и действуют кратковременно. Переменный ток вызывает меньшие разрушения, чем постоянный, а токи высокой частоты обусловливают большие разрушения, чем токи низкой частоты. По данным Джонса [1], возрастание коррозии углеродистой стали в 0,1 н. Na l, вызванное токами частотой 60 Гц и плотностью 300 А/м, незначительно, если раствор аэрирован, и в несколько раз выше (хотя и относительно низкое) в деаэрированном растворе. Возможно, в аэрированном растворе скорости обратимых или частично обратимых анодной и катодной реакций симметричны по отношению к наложенному переменному потенциалу, а в деаэрированном они несимметричны, главным образом вследствие реакции выделения водорода. Подсчитано, что коррозия стали, свинца или меди в распространенных коррозионных средах под действием переменного тока частотой 60 Гц не превышает 1 % от разрушений, вызванных постоянным током той же силы [2, 3]. [c.209]

Следовательно, в разбавленном растворе Na l в результате анодного растворения примерно половина магния существует в виде Mg(0H)2, а другая половина — в виде Mg lj. Растворению сопутствует выделение водорода в количестве, ожидаемом согласно этой реакции [17]. Одновременно менее интенсивно могут протекать побочные реакции. Соответственно, наблюдающаяся токоотдача магниевого электрода составляет примерно половину от теоретического значения 2200 А-ч/кг, рассчитанного на основе процесса образования [c.224]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...