Metallarning korroziyalanishi - Elektrodlarda boradigan jarayonlar. Faradey qonunlari. Metallar korroziyasi

Metallarning korroziyalanishi.Metallning tevarak-atrofidagi muhit bilan ximiyaviy yoki elektroximiyaviy ta’siri natijasida yemirilishi korroziya deyiladi. Metallga quruq gazlar, masalan, kislorod, sulfat angidrid, HCl, H2S va boshqa gazlar ta’sir etganda u ximiyaviy korroziyalanadi. Ko’pincha metallarning yemirilishiga elektroximiyaviy korroziya sabab bo’ladi, bunday korroziya metallarning nam havo yoki elektrolit eritmasi bilan o’zaro ta’siri natijasida sodir bo’ladi va bunda shu joyning o’zida elektr toki paydo bo’ladi.
Texnikada ishlatiladigan metallarga hamma vaqt boshqa metallar aralashgan bo’ladi.Shuning uchun metallar elektrolit eritmasiga tekkanda uzluksiz ishlaydigan galvanik element hosil bo’ladi, bunda aktivroq metal yemiriladi.Metall havoda ayniqsa ko’p korroziyalanadi.Masalan, nam havodagi temir bilan mis bir-biriga tegib turganda galvanik element vujudga keladi, bunda temir anod, mis esa katod vazifasini o'taydi. Bunday galvanik element ishlaganda temir oksidlanadi, yemiriladi, chunki u o’zining elektronlarini to’xtovsiz ravishda misga berib, o’zi Fe2+ ionlarga aylanadi
Fe0 –2e = Fe2+
Katod sirtiga kelayotgan elektronlar elektrolit eritmasidagi kislorodni qaytaradi. O2 + 2H2O + 4e = 4OH–
Fe2+ ionlar OH– ionlar bilan birikib, Fe(OH)2 hosil qiladi, Fe(OH)2 havo kislorodi ta’sirida oksidlanib Fe(OH)3 ga aylanadi.
4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3
Kislorodning qaytarilishi bilan boradigan korroziya suvda, havoda va tuproqda sodir bo’ladi. Vodorod ionlari konsentratsiyasi birmuncha ko’p bo’lgan muhitda O2 molekulalari emas balki H+ ionlari oksidlovchi rolini o’taydi:
2H+ + 2e = H2
Oksidlanish-qaytarilish protsessi faqat bir-biriga tegib turadigan turli metallardagina emas, balki bir metallning har xil qismida ham sodir bo’ladi, po’latning korroziyalanishi bunga misol bo’la oladi. Po’lat asosan sementit deb ataladigan temir karbid Fe3C bilan uglerod donachalari aralashgan temirning juda mayda kristallaridan iborat.
Po’lat elektrolitga tegib turganda uning sirtida ko’pgina mikrogalvanik elementlar hosil bo’ladi, ularda anod-temir, katod-sementit yoki ugleroddir.Bunday galvanik elementlar ishlaganda elektronlar Fe dan Fe3C yoki C ga, so’ngra kislorodga yoki vodorod ionlariga o’tadi, temir atomlari esa ionlarga aylanadi.Natijada Fe yemiriladi.
Po'latning korroziyalanishi natijasida hosil bo'lgan zang eruvchan tarkibli modda nFeO·mFe2O3 ·pH2O bo’lib, bunda n,m va p koeffitsiyentlar temperaturaga muhitning namligiga, kislorod ta’siriga hamda zang hosil bo’ladigan boshqa sharoitlarga bog’liq. Havoning namligi ortishi bilan korroziyalanish protsessi ancha tezlashadi.
Tuproqda korriziyalanish natijasida qoziqlar, gaz, suv va neft quvurlari hamda turli metal konstruksiyalar yemiriladi. Tuproqda korroziyalanish tezligi tuproqda kislota va boshqa kuchli ta’sirqiluvchi moddalar borligiga bog’liq:
Korroziya turlari. Elektrolitlar ta‘sirida bo‘ladigan korroziya elektrokimyoviy korroziya deyiladi. Ko‘pgina metallar asosan elektrokimyoviy korroziya tufayli yemiriladi. Elektrokimyoviy korroziya metalda kichik galvanik elementlar hosil bo‘lishi natijasida sodir bo‘ladi.
Galvanik elementlar hosil bo‘lishiga sabab: 1) ko‘p metallar tarkibida qo‘shimcha sifatida boshqa metallar bo‘lishi; 2) metall hamma vaqt suv, havo namligi va elektrolitlar qurshovida turishidir. Masalan, nam havoda temirga mis metali tegib turgan bo‗lsin. Bunda galvanik element hosil bo‗ladi (temir-anod, mis-katod vazifasini o‗taydi). Temir oksidlanadi: Fe - 2e– Fe2+ Bu elektronlar katod (mis) sirtida havo kislorodini qaytaradi: O2 + 2H2O + 4e– 4OH– Fe2+ va OH– ionlari o‗zaro birikib, Fe(OH)2 hosil qiladi. U havo kislorodi va nam ta‘sirida Fe(OH)3 ga aylanadi:
4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O 4Fe(OH)3
Agar ushbu korroziya kislotali muhitda sodir bo‗lsa, temirdan chiqqan elektronlar havo kislorodini qaytarmasdan, balki vodorod ionlarini qaytarilishiga sabab bo‗ladi: 2H+ + 2e– 2H H2. Temir-qalay korroziyasida korroziyalanish tezligi temir-mis korroziyasiga nisbatan birmuncha sust sodir bo‗ladi. Temir-rux korroziyasida esa temir oksidlanmaydi, u ruxning korroziyalvanishini tezlashtiradi, chunki temir ruxga nisbatan asl metaldir
Nazorat uchun savollar
1.Faradey qonunlari birinchi va ikkinchi qonuni?
2.Elektroliz. Anod va katod?
3. Metallar korroziyasining ingibitorlari nimadan iborat va ular qanday hollarda ishlatiladi?
|