Предложите для сплава Cr – Sn анодное покрытие. Обозначьте коррозионный гальванический элемент покрытие–сплав в среде с рН = 12. Напишите уравнения электродных реакций: а) при целостности покрытия; б) при нарушении целостности покрытия.
Решение
Е0(Cr3+/Cr) = -0,744 В; Е0(Sn2+/Sn) = - 0,136 В.
Потенциал металла для анодного покрытия должен быть меньше, чем потенциал наиболее активного металла в сплаве, то есть меньше Е0(Cr3+/Cr) = -0,744 В. Для анодного покрытия можно использовать цинк:
Е0(Zn2+/Zn) = - 0,763 B.
Потенциал водородного электрода при рН = 12 равен
Е(2Н+/Н2) = Е0(2Н+/Н2) - 0,059∙рН;
где Е0(2Н+/Н2) – стандартный потенциал, равен 0 В.
Е(2Н+/Н2) = - 0,059∙12 = - 0,708 В.
Потенциал кислородного электрода при рН = 12 равен
Е(О2 + 4Н+/2Н2О) = Е0(О2 + 4Н+/2Н2О) – 0,059∙рН,
где Е0(О2 + 4Н+/2Н2О) – стандартный потенциал, равен 1,229 В;
Е(О2 + 4Н+/2Н2О) = 1,229 – 0,059∙12 = 0,521 В.
Так как потенциал цинка меньше и потенциала водородного, и кислородного электродов, то коррозия может идти как с водородной, так и с кислородной деполяризацией.
Если покрытие не нарушено, то с окружающей средой реагирует только покрытие
. При коррозии с водородной деполяризацией идут процессы
А) Zn0 + 2ОН- - 2е → Zn(OH)2 | 1 - окисление
K) 2H2O + 2e → H2 + 2OH- | 1 – восстановление;
Zn + 2H2O + O2 = Zn(OH)2 + H2↑
Продукт коррозии – гидроксид цинка.
С учетом того, что Zn(OH)2 – амфотерный гидроксид, при рН = 12 может идти следующий процесс
Zn(OH)2 + 2ОН- = [Zn(OH)4]2-
С учетом этого, коррозионное разрушение цинкового покрытия может быть выражено уравнениями
А) Zn0 + 4ОН- - 2е → [Zn(OH)4]2-| 1 - окисление
K) 2H2O + 2e → H2 + 2OH- | 1 – восстановление.
Zn + 2H2O + 2ОН- = [Zn(OH)4]2-+ H2↑
В сильно щелочной среде цинковое покрытие будет растворяться.
При коррозии с кислородной деполяризацией при рН = 12 идут процессы
А) Zn0 + 4ОН- - 2е → [Zn(OH)4]2-| 2 - окисление
K) 2H2O + O2 + 4e → 4OH- | 1 – восстановление.
2Zn + 2H2O + O2 + 4OH- = 2[Zn(OH)4]2-
Если покрытие нарушено, возникает коррозионный элемент (водородная деполяризация, концентрация ионов ОН- равна 10-(14-рН) = 10-(14-12) = 10-2 М):
(-) A: Zn0 | H2O, OH-, 10-2M | Sn :K (+)
А) Zn0 + 4ОН- - 2е → [Zn(OH)4]2-| 1 - окисление
K) 2H2O + 2e → H2 + 2OH- | 1 – восстановление.
Zn + 2H2O + 2ОН- = [Zn(OH)4]2-+ H2↑
В сильно щелочной среде цинковое покрытие будет растворяться.
Процесс с кислородной деполяризацией при рН = 12:
(-) A: Zn0 | H2O + О2, OH-, 10-2M | Sn :K (+)
А) Zn0 + 4ОН- - 2е → [Zn(OH)4]2-| 2 - окисление
K) 2H2O + O2 + 4e → 4OH- | 1 – восстановление.
2Zn + 2H2O + O2 + 4OH- = 2[Zn(OH)4]2-
При нарушении целостности анодного покрытия разрушаться также будет материал покрытия, но этот процесс пойдет быстрее из-за возникновения коррозионного элемента.
Задать вопрос
на новый заказ в Автор24.
