Изменение свойств коррозионной среды
Обработка окружающей среды проводится с целью удаления или уменьшения количества коррозионного агента (вещества, вызывающего коррозию). Введение в окружающую металл среду ингибиторов коррозии также уменьшает процесс коррозии металла. Так, например, для устранения ванадиевой коррозии (см. тему «Коррозия металла») в нефтепродукты добавляют вещества, связывающие V2O5 в прочные соединения. Очистка выхлопных и промышленных газов от содержания в них оксидов азота, серы, углерода также предупреждает атмосферную коррозию металлических сооружений и конструкций.
Защита металла от электрохимической коррозии с кислородной деполяризацией предполагает удаление кислорода из окружающей среды, например, добавление в металлические фильтры железной стружки. В этом случае происходит связывание кислорода по реакции: Fe + O2 → Fe2O3. Электрохимическую коррозию с водородной деполяризацией предупреждают регулированием величины рН в окружающей среде.
Введение в окружающую среду ингибиторов способствует пассивированию поверхности металла и тем замедляет процесс коррозии. Ингибиторы бывают неорганические и органические. Неорганические ингибиторы применяют редко, в основном при травлении металла. В этом случае ингибиторами являются соли свинца, в частности ацетат свинца- (СН3СОО)2Pb. При обработке поверхности металла растворами кислот (Н2SO4, H3PO4) происходит растворение оксидной пленки, например на стали:
FeО + Н2SO4 →FeSO4 + H2O ,
а затем растворение самого металла, освобожденного от оксидной пленки:
Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2
Чтобы предупредить растворение металла добавляют (СН3СОО)2Pb:
Fe2+ + (СН3СОО)2Pb →(СН3СОО)2Fe + Pb0
Выделяющийся по этой реакции свинец покрывает поверхность стали и, обладая высокой антикоррозионной способностью, препятствует дальнейшему окислению железа из стали. С этих позиций свинец рассматривается как ингибитор коррозии. К неорганическим ингибиторам можно отнести NaNO3, K2Cr2O7, H2O2.
Органические ингибиторы на практике применяются чаще и позволяют долгое время защищать металл от коррозионного воздействия. В качестве таких ингибиторов используют амины, имины и другие азотсодержащие органические вещества, в которых атом азота имеет свободную пару электронов (2s2), связывающую по донорно-акцепторному механизму ионы Н+ на активных участках металла и адсорбируясь на них. В настоящее время в качестве органических ингибиторов используют: диэтиламин (СН3СН2)2 NH, уротропин N4(CH2)4, пиридин C6H5N и его производные.
Защита от коррозии блуждающими токами
Суть этой защиты состоит в увеличении сопротивления между рельсами и почвой, которое устранит образование блуждающих токов. С этой целью устанавливают соединение металлического проводника с низким сопротивлением эксплуатируемой трубы на участке образования блуждающих токов. Это называется дренажем. Либо, если это сделать невозможно, закапывают под рельсами чугунный лом – анод и медным проводником присоединяют его к зоне возврата блуждающих токов на рельсы.
Таким образом, рассмотренные способы защиты металлов от коррозии, позволяют к настоящему времени существенно сократить самопроизвольные потери металла и предупредить чрезвычайные аварийные ситуации, вызванные этим явлением.
Список литературы
1. Коровин Н.В. Общая химия. М.: Высшая школа. 2010. 560 с.
2. Глинка Н.Л. Общая химия. М.: Юрайт. 2013. 904 с.
3. Кудрявцев А.А. Составление химических уравнений. М.: Высшая школа. 1991. 320 с.
4. Семенова И.В., Хорошилов А.В., Флорианович Г.М. Коррозия и защита от коррозии М.: ФИЗМАТЛИТ. 2006. – 376 с.
Приложение
Таблица 1. Стандартные электродные потенциалы
| Электрод | Электродная реакция | Е0, В |
| Li+/Li | Li+ + e– → Li | – 3,02 |
| K+/K | K+ + e– → K | – 2,92 |
| Ca2+/Ca | Ca2+ + 2e– → Ca | – 2,87 |
| Na+/Na | Na+ + e– → Na | – 2,71 |
| M g2+/Mg | Mg2+ + 2e– → Mg | – 2,36 |
| Be2+/Be | Be2+ + 2e– → Be | – 1,85 |
| Al3+/Al | Al3+ + 3e– → Al | – 1,66 |
| Ti2+/Ti | Ti2+ + 2e– → Ti | – 1,63 |
| Mn2+/Mn | Mn2+ + 2e– → Mn | – 1,18 |
| 2H2O/H2 + 2OH– | 2H2O + 2e– → H2 + 2OH– (pH 14) | – 0,828 |
| Zn2+/Zn | Zn2+ + 2e– → Zn | – 0,76 |
| Cr3+/Cr | Cr3+ + 3e– → Cr | – 0,74 |
| Fe2+/Fe | Fe2+ + 2e– → Fe | – 0,44 |
| 2H2O/H2 + 2OH– | 2H2O + 2e– → H2 + 2OH– (pH 7) | – 0,413 |
| Cd2+/Cd | Cd2+ + 2e– → Cd | – 0,40 |
| Co2+/Co | Co2+ + 2e– → Co | – 0,28 |
| Ni2+/Ni | Ni2+ + 2e– → Ni | – 0,25 |
| Sn2+/Sn | Sn2+ + 2e– → Sn | – 0,14 |
| Pb2+/Pb | Pb2+ + 2e– → Pb | – 0,13 |
| 2H+/H2 | 2H+ + 2e– → H2 | + 0,00 |
| Bi3+/Bi | Bi3+ + 3e– → Bi | +0,22 |
| Cu2+/Cu | Cu2+ + 2e– → Cu | +0,34 |
| O2/OH– | O2 + 4e– + 2H2O → 4OH– (pH 14) | + 0,401 |
| I2/I– | I2 + 2e– → 2I– | + 0,54 |
| Ag+/Ag | Ag+ + e– → Ag | +0,80 |
| O2/OH– | O2 + 4e– + 2H2O → 4OH– (pH 7) | + 0,82 |
| Hg2+/Hg | Hg2+ + 2e– → Hg | +0,85 |
| Pd2+/Pd | Pd2+ + 2e– → Pd | +0,99 |
| Br2/Br– | Br2 + 2e– → 2Br– | + 1,09 |
| Pt2+/Pt | Pt2+ + 2e– → Pt | +1,19 |
| Cl2/Cl– | Cl2 + 2e– → 2Cl– | + 1,36 |
| O2 + 4H+/2H2O | O2 + 4e– + 4H+ → 2H2O (pH 0) | + 1,23 |
| Au3+/Au | Au3+ + 3e– → Au | +1,50 |
| F2/F– | F2 + 2e– → 2F– | + 2,87 |
СОДЕРЖАНИЕ
Окислительно-восстановительные реакции………….......................3
Типы ОВР………………………………..………………………3
Составление уравнений окислительно-восстановительных реакций……………………………………………….………….4
Электрохимические процессы………...……………………………..7
Гальванический элемент. ЭДС цепи. Работа электрохимической цепи…………..……………………………9
Связь электрохимической работы Аэ/хим и
энергии Гиббса ∆G………………………………….………….10
Стандартный водородный электрод. Стандартные электродные потенциалы………………………………………11
Окислительно-восстановительные потенциалы………………….............…………...……………...14
Определение ЭДС в стандартных и нестандартных условиях…………........................................................................15
Расчет ЭДС г.э. и определение направления
протекания ОВР в стандартных условиях…………………15
Расчет ЭДС г.э. в нестандартных условиях ………………16
Расчет ЭДС концентрационного гальванического
элемента …………………………………………….……….17
Зависимость потенциала от рН …........................................17
Электролиз………………………………………………………….....20
Электролиз расплавов электролитов…………………………..20
Электролиз растворов электролитов….……………………….21
Законы Фарадея..………………………………………………..23
Применение электролиза……………………………………….24
Коррозия металлов…………………………….……………………..25
Химическая коррозия……………………………………….….27
Защитные пленки. Фактор Пиллинга-Бедворса…………...29
Скорость коррозии (Кинетика коррозии)………………….30
Электрохимическая коррозия….……………………………....31
Термодинамика коррозии ………………………………….33
Скорость электрохимической коррозии …………………..35
Некоторые примеры электрохимической коррозии………37
Защита металлов от коррозии…………………………………….….39
Нанесение покрытий на поверхность металла………..………40
Легирование метллов…….……………………………………..44
Электрохимическая защита……….…………………………...45
Изменение свойств коррозионной среды………………….….46
Защита от коррозии блуждающими токами………………..…48
Св. план 2017 г., поз. 150
МЧЕДЛИДЗЕ Манана Тамазиевна
ИВАНОВА Мария Абасовна
Общая химия
часть 3
Учебное пособие
__________________________________________________________
Подписано в печать Формат 60х84/16 Тираж 100 экз.
Усл.-печ. л. - заказ №
__________________________________________________________
УПЦ ГИ МИИТ, Москва,127994, ул. Образцова, д.9 стр. 9