Ассимиляция - электрон
Cтраница 3
Проявление коррозионного процесса, вызванного анодной реакцией растворения металла, приводит к уменьшению толщины стенок оборудования. Катодные реакции, являясь в общем случае реакциями ассимиляции электронов, возникающих при ионизации металла, обеспечивают электронейтралытость системы в целом и, на первый взгляд, не имеют видимого проявления в разрушающем действии среды, влияя лишь на его скорость и механизм. Однако в случае сероводородной коррозии, кроме коррозионного растворения металла, происходит его н а - водороживание, к-рое практически всегда сопровождает кислотную коррозию и особенно эффективно протекает в присутствии t S. Атомы водорода, образовавшиеся на поверхности металла в процессе катодной реакции, частично образуют молекулы и удаляются из зоны реакции. Способность H2S стимулировать наводороживание связана с его способностью тормозить реакцию рекомбинации атомов водорода с образованием молекул, результатом чего является рост кол-ва адсорбированных на поверхности атомов водорода. Попадающий в металл водород легко в нем диффундирует ( рис. 4, а), что объясняется передвижением водорода в виде протонов. [31]
При коррозии металлов частицами, ассимилирующими избыточные электроны, возникающие за счет анодного процесса, обычно являются ион водорода и молекулы кислорода, растворенные в электролите. В зависимости от того, какая из частиц участвует в процессе ассимиляции электронов при катодной реакции, различают процессы коррозии, идущие с кислородной, водородной и смешанной деполяризацией. [32]
 |
Потенциалы катодных реакций, при которых возможен процесс саморастворения ( коррозии металлов. [33] |
При коррозии металлов частицами, ассимилирующими избыточные электроны, возникающие за счет анодного процесса, обычно являются катион водорода и молекулы кислорода, растворенные в электролите. В зависимости от того, какая из частиц участвует в процессе ассимиляции электронов при катодной реакции, различают процессы коррозии, идущие с кислородной, водородной или смешанной деполяризацией. [34]
 |
Схема электрохимической коррозии металла. [35] |
Электроны при этом остаются на анодном участке и заряжают его отрицательно. Избыточные элек-троны переходят с анодного участка на катодный, с более положительным электродным потенциалом. При этом на катоде происходит ассимиляция электронов положительными ионами растворенных в воде молекул. [36]
Материальный эффект электрохимического разрушения ( растворения) сосредоточен на анодных участках корродирующего металла. Для анодного растворения металла необходимо одновременное протекание катодного процесса - ассимиляции электронов деполяризатором. Кроме того, для протекания электрохимической коррозии необходимо прохождение электронов в металле и ионов в электролите. [37]
Определение электродного потенциала металла необходимо для изучения механизма электрохимической коррозии. По значению потенциала металла можно установить контролирующий фактор коррозионного процесса, что позволяет найти наиболее рациональные пути борьбы с разрушением металла. Контролирующим фактором называется наиболее заторможенная ступень коррозионного процесса, слагающегося из анодной реакции ионизации металла ( 61), катодной реакции ассимиляции электрона ( 74) и процесса протекания тока в металле и электролите. [38]
При электрохимической коррозии, если поверхность металла содержит вкрапления других металлов, то возникают энергетически разнородные участки, на которых протекают процессы, аналогичные катодным и анодным реакциям в электрохимической цепи. Ионы металла, образующиеся на анодных участках металла, переходят в раствор, а электроны перемещаются по металлу к катодному участку его поверхности и поляризуют ( заряжают) ее. Процесс коррозии осуществляется непрерывно лишь в том случае, если электроны с катодных участков отводятся акцепторами электронов - деполяризаторами. Чем выше концентрация деполяризатора, тем интенсивнее ассимиляция электронов, больше коррози-онный ток, протекающий между катодом и анодом, и быстрее проходит коррозия. [39]
При электрохимической коррозии, если поверхность металла содержит - вкрапления других металлов, то возникают энергетически разнородные участки, на которых протекают процессы, аналогичные катодным анодным реакциям в электрохимической цепи. Ионы металла, образующиеся на анодных участках металла, переходят в раствор, а электроны перемещаются по металлу к катодному участку его поверхности и поляризуют ( заряжают) ее. Процесс коррозии осуществляется непрерывно лишь в том случае, если электроны с катодных участков отводятся акцепторами электронов - деполяризаторами. Чем выше концентрация деполяризатора, тем интенсивнее ассимиляция электронов, больше коррозионный ток, протекающий между катодом и анодом, и быстрее проходит коррозия. [40]
Электрохимическая коррозия металлов в настоящее время уже не рассматривается как результат работы гальванического элемента, поскольку при коррозии чистых металлов и технических сплавов пространственного разделения электродов в большинстве случаев не существует. Окисление и восстановление проходят на одном куске металла, зачастую в одном и том же месте. Внешней цепью в таких системах служит сам металл. Точки, где реализуются элементарные акты окисления ( ионизация металла) и восстановления ( ассимиляция электронов деполяризатором), мигрируют по поверхности, меняясь местами по закону случайных распределений. [41]
Однако одного этого условия еще недостаточно для того, чтобы однозначно установить соответствие между знаком электродного потенциала и направлением электродной реакции. Действительно, самопроизвольно идущий процесс на медном электроде первого рода состоит в разряде ионов меди из раствора. В противоположность этому на цинковом электроде в растворе собственных ионов самопроизвольный процесс заключается в ионизации цинка и переходе ионов цинка в раствор. Обобщая это, можно видеть, что в зависимости от вида электрода и других обстоятельств самопроизвольно идущий процесс может состоять как в ассимиляции электронов и соответственном переходе окисленной формы в восстановительную, так и в прямо противоположном переходе восстановленной формы в окисленную. При этом электроны будут освобождаться на электроде, поступая с него во внешнюю цепь. [42]
Однако одного этого условия еще недостаточно для того, чтобы однозначно установить соответствие между знаком электродного потенциала и направлением электродной реакции. Действительно, самопроизвольно идущий процесс на медном электроде первого рода состоит в разряде ионов меди из раствора. В противоположность этому на цинковом электроде в растворе собственных ионов самопроизвольный процесс заключается в ионизации цинка и переходе ионов цинка в раствор. Обобщая это, можно видеть, что в зависимости от вида электрода и других обстоятельств самопроизвольно идущий процесс может состоять как в ассимиляции электронов и соответственном переходе окисленной формы в восстановленную, так и в прямо противоположном переходе восстановленной формы в окисленную. При этом электроны будут освобождаться на электроде, поступая с него во внешнюю цепь. [43]
Разряд ионов водорода потекает в несколько стадий. К их числу прежде всего относится диффузия ионов гидроксония из глубины раствора к катоду. Далее следует собственно электрохимический акт разряда водородных ионов одновременно с их дегидратацией. Из этого следует, что водородное перенапряжение вообще определяется суммой трех слагаемых: перенапряжения диффузии, обусловленного задержкой переноса ионов водорода к катоду, перенапряжения перехода, связанного с торможением электрохимической стадии ассимиляции электрона водородным ионом, и, наконец, перенапряжения реакции, возникающего вследствие задержки рекомбинации. [44]
Растворенный в среде кислород может оказывать двоякое действие на процесс коррозии металлов. Если кислород играет роль деполяризатора, как, например, при коррозии в нейтральных и щелочных средах, то он усиливает процесс разрушения, а в чистой дистиллированной воде ( при отсутствии депассиваторов) кислород, особенно при повышенных температурах, может приводить к образованию на поверхности металла оксидной пленки и тем самым тормозить коррозионные процессы. Влияние концентрации кислорода в воде на скорость коррозии имеет сложный характер. При наличии в воде растворенных солей концентрация кислорода, соответствующая максимуму скорости коррозии, сдвигается в сторону больших значений, а в щелочных растворах - уменьшается. Снижение скорости коррозии железа при высоких концентрациях кислорода объясняется тем, что у катода находится больше кислорода, чем это необходимо для ассимиляции электронов. Избыточный кислород, адсорби-руясь на катодных участках, приводит к образованию адсорбционного слоя или слоя оксидов, выполняющих роль диффузионного барьера. [45]
Страницы: 1 2 3 4