Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 [ 28 ] 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63

которого адсорбируются на платине и образуют специфичную «водородную» пластинку, которая аналогично металлам обменивает с раствором положительные ионы. За величину стандартного электродного потенциала принимают э.д.с, возникающую в цепи «водородный электрод»- металл, погруженный в раствор своей соли с активностью одноименных ионов, равной единице. Так определяют значения стандартных электродных потенциалов металлов, находящихся в равновесии с собственными ионами (равновесные, или обратимые, потенциалы) (табл. 9).

Таблица 9

Стандартные электродные потенциалы некоторых металлов в водных растворах при 25° С

Равновесный электродный потенциал зависит от природы металла и растворителя, температуры электролита, активности ионов металла. Значение такого потенциала можно рассчитать по уравнению Нернста:

£ = £0 +

где - стандартный потенциал металла. В; R - молярная газовая постоянная; Т - абсолютная температу-

pa, К; n - степень окисления иона металла; F - постоянная Фарадея; аме""*" -активность ионов металла в г-ион/л.

Подставив в приведенное уравнение значения всех констант при 25"С (/? = 8,314 Дж (град-моль), Г= =298,2 К и /==96 500) и перейдя от натуральных логарифмов к десятичным, получим

0,059

Электродные потенциалы металлов, у которых в процессе обмена участвуют не только собственные, но и другие ионы и атомы, называются неравновесными или необратимыми. В практических условиях при коррозии металлов устанавливаются неравновесные электродные потенциалы и уравнение Нернста в этом случае неприменимо, поэтому значения неравновесных потенциалов определяются экспериментально.

3. Поляризация, деполяризация

Некоторые металлы, например магний, алюминий, с термодинамической точки зрения коррозионно-нестойки, но на практике в определенных условиях они корродируют медленно и могут применяться в качестве конструкционных материалов. Чтобы правильно оценивать влияние различных факторов на скорость коррозии, необходимо иметь данные о равновесном состоянии системы и учитывать то, что при протекании тока через электрод равновесное состояние его нарушается. Протекание электрического тока при работе коррозионного микроэлемента обусловлено начальной разностью потенциалов катода и анода, потенциал этого электрода изменяется в зависимости от величины и направления внешнего тока.

В момент замыкания микрогальванической цепи зна-чеппе коррозионного тока по закону Ома равно:

иач - г, »

где fit" и Еа°-начальные потенциалы анода и катода (до замыкания цепи); /? -омическое сопротивление системы.

Величина коррозионного тока после замыкания цепи быстро падает и через определенное время становится постоянной. Так как величина о.мнческого сопротивления в этом случае мала и постоянна, то уменьшение силы коррозионного тока можно объяснить только смешением начальных значений потенциалов, т. е. уменьшением их разности (рис. 48). Такое изменение потенциалов в результате протекания тока называется поляризацией, а вещества, уменьшающие поляризацию, называются деполяризаторами. Уменьшение поляризуемости электродов называет- ся деполяризацией.

Чтобы изучить скорость и характер электродных процессов, измеряют потенциал электрода в зависимости от плотности проходящего через него тока, полу- во замыкания 11пож замыхшши чая при этом анодные или катод- БрегШ

ные поляризационные кривые. g. Зависимость из-

Графики такой функциональной менения разности поген-связи широко используют при циалов элемента после изучении процессов электрохими- замыкания гальваниче-ческой коррозии. „ "Р"

, - Е°. £„ -потенциал катода

Анодная поляризация. В ЗаВИ- „ „«„ замыкания;

симости от причин, вызывающих Я, - потенциал аиода до и

анодную поляризацию, раЗЛИЧа- после замыкания; Со, U~ г, разность потенциалов до и

ЮТ три основных случая. КоНЦеН- после замыкания

трационная поляризация. Этот

вид анодной поляризации вызывается небольшой скоростью диффузии ионов металла в растворе электролита, из-за чего образуется повышенная концентрация ионов в прианодной зоне.

Перенапряжение ионизации металла. Если при протекании анодного процесса

. Ме+е- -f лНоО Ма+ + пНпО + е-

выход ионов металла в раствор не поспевает за отводом электронов, потенциал металла сдвигается в положительную - сторону.

Анодная пассивность, которая заключается в образовании пассивных пленок на поверхности металла. Анодный процесс из-за наступления явления анодной пасспвности резко тормозится. Этим можно объяснить достаточно высокую коррозионную стойкость алюминия и нержа-