Определите анодные и катодные участки. При необходимости подберите нужный металл согласно заданию.
2. Выясните наличие возможных окислителей и рассчитайте их потенциалы при данном значении рН.
3. Обоснуйте возможность протекания электродных процессов окисления металла и восстановления окислителей.
4. Составьте схему образующегося коррозионного элемента.
5. Запишите уравнения электродных процессов.
6. Покажите на графике примерный ход поляризационных кривых анодного и катодного процессов.
7. Дайте развернутый обоснованный ответ на дополнительный вопрос.
Дано: никелевое изделие + протектор; рН = 9; в чем отличие анодного покрытия от анодной защиты?
Решение
1. Протектор делают из металла, имеющего потенциал меньший, чем потенциал защищаемого металла. Если потенциал никеля Е0(Ni2+/Ni) = - 0,250 В, то протектор может быть изготовлен из кадмия Е0(Cd2+/Cd) = -0,403 В.
Кадмий – анодный участок, никель – катодный участок.
2. Вычислим потенциалы возможных окислителей при рН = 9:
Активность ионов Н+ равна
а(Н+) = 10-рН = 10-9 (моль/л).
Активность ионов ОН- равна
а(ОН-) = Кw/а(Н+) = 10-14/10-9 = 10-5 (моль/л).
Потенциал Н+ при а(Н+) = 10-9 моль/л и р(Н2) = 5∙10-7 атм, равен
E2H+/H2=E2H+/H20+0,0592∙lgaH+2pH2,
где Е02Н+/Н2 – стандартный окислительно-восстановительный потенциал, 0 В;
а(Н+) – активность ионов Н+, равна 10-9 моль/л;
рН2 – парциальное давление водорода, равно 5∙10-7 атм.
E2H+/H2=0+0,0592∙lg10-925∙10-7=-0,345 (В).
Потенциал ионов ОН- равен
EO2/OH-=EO2/OH-0+0,0594∙lgpO2aOH-4,
где Е0О2/ОН- - стандартный окислительно-восстановительный потенциал, 0,401 В;
рО2 – парциальное давление кислорода, равно 0,21 атм;
а(ОН-) – активность ионов ОН-, равна 10-5 моль/л.
EO2/OH-=0,401+0,0594∙lg0,2110-54=0,686 (В).
3. Равновесный потенциал кадмия (протектор) – 0,403 В меньше, чем равновесный потенциал процесса 2Н+ + 2е → Н2 (-0,345 В), и меньше равновесного потенциала процесса 2Н2О + О2 + 4е → 4ОН- (0,686 В), поэтому окислителем в этих условиях могут быть как ионы Н+ (коррозия с водородной деполяризацией), так и молекулярный кислород (коррозия с кислородной деполяризацией).
4
. Схема коррозионного элемента при кислородной деполяризации:
(-) А Cd/Cd2+ ← Ann- Ni ¬↓ K (+)
|________ 2e ____↑ O2/OH-
Схема коррозионного элемента при водородной деполяризации:
(-) А Cd/Cd2+ ← Ann- Ni ¬↓ K (+)
|________ 2e ____↑ Н2О/Н20
5. A (-) Cd0 – 2e → Cd2+(окисление протектора)
К) 2Н2О + О2 + 4е → 4ОН- (восстановление кислорода).
К) 2Н2О + 2е → Н20 + 2ОН- (восстановление ионов Н+).
6. Поляризационные кривые имеют вид (рис. 1)
Рисунок 1. Поляризационные кривые в координатах Е = f(lgi);
1 – кривая окисления кадмия; 2 – кривая восстановления Н+;
3 – кривая восстановления О2.
7. В чем отличие анодного покрытия от анодной защиты?
Анодное покрытие – тонкий слой металла, которые наносят сплошным слоем на защищаемое изделие
Задать вопрос
на новый заказ в Автор24.
