Какие из перечисленных металлов могут быть использованы для протекторной защиты железного изделия в присутствии электролита, содержащего растворенный кислород в нейтральной среде: алюминий, хром, серебро, кадмий? Приведите уравнения анодного и катодного процессов атмосферной коррозии таких изделий. Каков состав продуктов коррозии?
Решение
Суть протекторной защиты в том, что защищаемый металл покрывают более активным металлом. При электрохимической коррозии более активный металл будет разрушаться, а защищаемый металл не будет разрушаться до тех пор, пока весь протектор не израсходуется.
По справочным данным (таблица 4.1) определим стандартные электродные потенциалы железа, алюминия, хрома, серебра и кадмия:
EFe2+/Fe0 = -0,44 В
EAl3+/Al0 = -1,662 В
ECr3+/Cr0 = -0,744 В
EAg+/Ag0 = +0,799 В
ECd2+/Cd0 = -0,403 В
Таким образом, из указанных металлов для протекторной защиты железа могут быть использованы алюминий и хром.
При коррозии железа в контакте с алюминием во влажной нейтральной среде в присутствии кислорода на катоде будет происходить кислородная деполяризация, а на аноде растворение алюминия:
А: Al0 – 3e- → Al3+ | 4 - процесс окисления
К: 2H2O + O2 + 4e- → 4OH- | 3 - процесс восстановления
Суммарное уравнение электрохимической коррозии:
4Al0 + 6H2O + 3O2 = 4Al(OH)3↓ - происходит осаждение гидроксида алюминия (продукт коррозии).
Аналогично при коррозии железа в контакте с хромом во влажной нейтральной среде в присутствии кислорода на катоде будет происходить кислородная деполяризация, а на аноде растворение хрома:
А: Cr0 – 3e- → Cr3+ | 4 - процесс окисления
К: 2H2O + O2 + 4e- → 4OH- | 3 - процесс восстановления
Суммарное уравнение электрохимической коррозии:
4Cr0 + 6H2O + 3O2 = 4Cr(OH)3↓ - происходит осаждение гидроксида хрома (III) (продукт коррозии).