Железное изделие покрыли никелем. Какое это покрытие: анодное или катодное? Почему? Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов коррозии этого изделия при нарушении покрытия во влажном воздухе и в хлороводородной (соляной) кислоте. Какие продукты коррозии образуются в первом и во втором случаях?
Решение
Пара металлов находится во влажном воздухе, который является электропроводящей средой, следовательно, будет протекать электрохимическая коррозия. При нарушении покрытия образуется гальванический элемент.
Потенциалы металлов составляющих гальваническую пару:
(-) Анод: Fe - 2e- → Fe2+ Eo = -0.440 В
(-) Анод: Ni - 2e- → Ni2+ Eo = -0.250 В
Составим схему коррозионного гальванического элемента:
Fe │ H2O, O2 │ Ni
Вода – это нейтральная среда, поэтому окислителем (деполяризатором) является кислород – О2 воздуха. Следовательно, в этой схеме будет протекать электрохимическая коррозия с кислородной деполяризацией.
Никель имеет больший (-0,23 B) потенциал, чем железо (-0,44 B, поэтому в гальваническом элементе никель будет катодом (окислителем), железо – анодом (восстановителем)
.
− Fe │ H2O, O2 │ Ni +
Электроны двигаются от железа к никелю. Никель – катодное покрытие.
Запишем электронные уравнения процессов коррозии, протекающих на электродах, и составим суммарное уравнение процессов коррозии.
Анодный процесс – окисление металла
(-) Анод: Fe - 2e- → Fe2+
Катодный процесс – восстановление кислорода
(+) (K) O2 + 2H2O + 4e- =4OH-
Суммарное уравнение процесса:
2Fe + O2 + 2H2O = 2Fe2+ + 4OH-
Составим молекулярное уравнение процесса коррозии окислительно-восстановительной реакции, протекающей при коррозии:
2Fe + O2 + 2H2O = 2Fe(OH)2
Вывод: коррозировать будет железо