Адсорбция окислителей на металлах

АДСОРБЦИЯ ОКИСЛИТЕЛЕЙ НА МЕТАЛЛАХ [c.29]

Выбор адсорбционных центров при адсорбции окислителя определяется расположением атомов металла на поверхности и зависит, таким образом, от кристаллографической ориентации поверхности [c.30]

Для большинства металлов при взаимодействии с кислородом воздуха или с другими окислителями характерно образование пленки оксида или другого соединения. Первой стадией такого взаимодействия является адсорбция окислителя на поверхности металла [c.12]

Необходимо указать еще на то, что пассивное состояние металла, обусловливаемое возникновением адсорбционных слоев, часто объясняется и не на основе представлений о двойном слое. Известно, что адсорбция окислителя приводит к насыщению свободных валентных сил поверхностных атомов, что может уже само по себе, без учета изменения строения двойного слоя, уменьшить реакционную способность металла. Иными словами, для пассивации металла вовсе не требуется покрыть всю его поверхность монослоем, а достаточно связать (так сказать, насытить) валентные силы наиболее реакционноспособных атомов. [c.79]

Тормозащее действие окислителей на коррозионный процесс в конечном итоге определяется переходом защищаемого металла в устойчивое пассивное состояние. Однако механизм действия окислительных ингибиторов более сложен, чем непосредственное окисление поверхности, как предполагалось ранее. Пассивирующее действие окислителя помимо величины его окислительно-восста-новительного потенциала зависит также от характера специфической адсорбции окислителя на поверхности металла, величины тока обмена окислительной реакции, величины перенапряжения катодному процессу деполяризации данного окислителя и других причин. Подтверждение этого — установленный экспериментальный факт, что эффективность действия окислителей, как правило, не связана простой зависимостью с их окислительно-восстановительным потенциалом. [c.184]

Адсорбция кислорода или окислителя сопровождается появлением пассивности потому, что адсорбция окислителя ведет к поглощению электронов из металла и, следовательно, к образованию незаполненных электронами уровней в металле. Адсорбция водорода и вообще восстановителей, наоборот, сообщает металлу электроны, приводит к заполнению -уровней в металле и, следовательно, к переходу металла в активное состояние. [c.304]

Адсорбция молекул-окислителей, например Н О, у которых связь с металлом осуществляется через атом кислорода, сопровождается обменом электронов в обратном направлении атом [c.30]

Адсорбция кислорода или другого окислителя сопровождается поглощением электронов из металла и образованием незаполненных электронами d-уровней в металле, что переводит его в пассивное состояние. Адсорбция водорода или другого восстановителя сопровождается отдачей металлу электронов и заполнением электронами -уровней, что переводит его в активное состояние. [c.309]

К анодным замедлителям коррозии относятся некоторые соединения со щелочными свойствами фосфаты, полифосфаты, силикаты, бораты, бензоат натрия и др. Ингибирующее действие таких соединений проявляется только при наличии в среде растворенного кислорода, который и играет роль пассиватора. Не являясь окислителями, эти вещества лишь способствуют адсорбции кислорода на поверхность металла. Кроме того, они тормозят анодный процесс растворения из-за образования плотных труднорастворимых пассивных пленок, представляющих собой продукт взаимодействия ингибитора с ионами корродирующего металла. [c.188]

Отрыв электронов от металла при адсорбции на нем кислорода, серы и других окислителей облегчается тем, что кинетическая энергия электронов снижается при выходе на поверхность металла. [c.113]

Восстановление таких окислителей при саморастворении металлов в результате несбалансированности электронов в сопряженных анодной и катодной реакциях сопровождается накоплением ОН" в двойном электрическом слое. Высокое химическое сродство металлов к ОН препятствует перемещению последних в объем раствора и приводит к заряжению двойного слоя ионами ОН , которое можно рассматривать как специфическую адсорбцию анионов. [c.141]

Рост пористой пленки происходит по следующим взаимосвязанным стадиям перенос окислителя к поверхности металла, его адсорбция и химическая реакция образования оксида. Для таких пористых (незащищенных) пленок характерен линейный закон роста, поскольку скорость роста пленки контролируется скоростью реакции окисления металла и выражается зависимостью к кхх, где /г — толщина пленки — константа химической реакции т — время. Процесс роста сплошной (защитной) оксидной пленки состоит из нескольких стадий [c.14]

Имеется и другой взгляд на причину пассивации металлов, согласно которому она обусловлена слоем адсорбированного кислорода или какого-либо другого окислителя. Считают, что при адсорбции происходит насыщение валентности поверхностных атомов металла, что и приводит к снижению его химической активности. [c.149]

Физическая адсорбция в чистом виде имеет место только в условиях термодинамической неустойчивости окисла металла, когда давление окислителя ниже давления диссоциации окисла. Для благородных металлов это условие выполняется при обычных температурах в атмосфере воздуха, для неблагородных металлов эти условия можно создать искусственно в специальных средах (например, в атмосфере водорода). [c.9]

Изменить способность металла адсорбировать ингибиторы можно, вводя в среду композиции, состоящие из неорганических веществ (окислители, соли металлов) и органических ингибиторов, а также изменяя заряд поверхности металла поляризацией. Однако окисление поверхности оказывает неоднозначное влияние на адсорбцию органических веществ. На окисленной поверхности ингибиторы удерживаются лишь силами Ван-дер-Ваальса и не образуют хемосорбированных слоев ингибитора с металлом. Благодаря изменению заряда корродирующего металла, вызванного смещением нулевой точки от ее положения для корродирующего металла до потенциала нулевого заряда металла, выделяющегося из неорганического компонента, увеличение защитного действия комбинированных ингибиторов может быть весьма значительным. При наложении поляризации от внешнего источника тока или от создаваемого гальванического элемента из защищаемого металла и другого, более электроотрицательного металла, повышение эффективности действия ингибиторов достигается вследствие смещения потенциала коррозии в отрицательном направлении при неизменном потенциале нулевого заряда. В случае смещения потенциала металла в отрицательном направлении при электрохимической катодной защите облегчается адсорбция катионных органических веществ, возрастают поверхностная концентрация таких ингибиторов и их ингибирующее действие. [c.325]

Большинство металлов при взаимодействии с кислородом воздуха И.11И другими окислителями покрываются пленкой химического соединения. Первой стадией этого процесса является адсорбция окислительного компонента среды (Ог, НгО, СОг, ЗОг и т. п.) на поверхности металла. В табл. 1.4.1 приведена стандартная энтальпия образования оксидов и энтальпия адсорбции кислорода на ряде металлов. Эти данные указывают на химическую природу связи между адсорбатом и адсорбентом — хемосорбцию атомов кислорода на поверхности металла. Связь, возникающая между кислородом и поверхностными атомами металла, — ионная. Она оказывается значительно сильнее, чем связь, возникающая между этими элементами в оксиде, т. к. за счет энергии поляризации на атом кислорода оказывает воздействие поле, создаваемое нижележащими атомами металла. [c.50]

Хлоридное КР в нейтральных средах эффективно идет лишь в присутствии в среде кислорода или других окислителей. Кислород (окислитель) деполяризует катодную реакцию и сдвигает потенциал стали в положительную сторону, что облегчает адсорбцию иона хлора и локальное активирование металла. [c.113]

По аналогии с ранее упомянутыми методами в качестве исходных продуктов были использованы препараты целлюлозы (обладающие катионообменными свойствами), ионы металлов которых при взаимодействии с окислителями образуют активные центры прививки радикального типа. Так, при адсорбции кислот Льюиса, таких, как трехфтористый бор, на поверхности целлюлозы были получены катионные катализаторы. Взаимодействие гидроксильных групп целлюлозы и катализатора приводит к образованию активных центров для полимеризации ряда мономеров, например изобутилена и а-метилстирола [180]. Указанные мономеры были полимеризованы на поверхности бумаги и древесины при —80°. В этом случае, по-видимому, происходит отложение полимера внутри матрицы, а не прививка к основной целлюлозной цепи. [c.298]

Пассивирующее действие кислорода и других окислителей существенно зависит от активирующих свойств анионов С1 , SO2 и др. Если концентрация этих анионов больше, чем концентрация пассиваторов, например кислорода, пассивация металла затрудняется. По данным работы >[47], подобное явление связано с конкурирующей адсорбцией. Установлено, что ионы С1 и S04 , а также другие компоненты принимают непосредственное участие в первоначальной стадии анодного процесса перехода металла в раствор. При этом они образуют комплексы металла с анионами. [c.87]

Гульбрансеном, Эндрю и Брассаром, показали, что чем выше температура, тем ближе можно подойти к окислению, срсорость которого определяется столкновениями молекул газа с поверхностью металла, т. е. подвижной адсорбцией окислителя. Условия, при которых протекает реакция окисления при возвращении в атмосферу Земли из космоса, могут привести к скоростям окисления, близким к тем, которые дает теория столкновений. [c.136]

Вещества, способные создавать на поверхности корродирующего металла защитные оксидные пленки с участием его ионов. Следует различить прямое окисление поверхности металла добавкой, что, по-видимому, наблюдается крайне редко, и торможение анодной реакции со смещением потенциала до значения, при котором возможны разряд молекул воды или ионов гидроксида и адсорбция на металле образующихся атомов кислорода. Хемосорбировэнные атомы кислорода замедляют процесс коррозии как по каталитическому механизму (блокировка наиболее активных центров), так и по электрохимическому (создание соответствующего добавочного скачка потенциала). Количество кислорода на поверхности возрастает и создает сплошной моноатомный слой, который практически не отличим от поверхностного оксида. Оксид может образовываться и в результате окисления добавкой ионов металла, уже перешедших в раствор, до ионов более высокой валентности (например Ре до Ре ), способных образовывать с гидроксильными ионами менее растворимую защитную пленку. К таким веществам можно отнести большинство неорганических окислителей, потенциал которых выше равновесного потенциала системы Ре /Ре . [c.53]

После насыщения поверхности металла хемосорбированньш окислителем, что происходит обычно почти мгновенно и приводит к образованию монослоя окислителя, при низких температурах может иметь место и физическая адсорбция молекул окислителя за счет ван-дер-ваальсовых сил поверх хемосорбированного слоя (рис. И). [c.30]

Изменять способность металла адсорбировать ингибиторы можно, изменяя заряд поверхности поляризацией от внешнего источника тока и с помощью специальных добавок. В частности, сместить потенциал нулевого заряда в положительную сторону можно с помощью галогенид-ионов, сульфид-ионов, а также окислением поверхности металла кислородом или другим окислителем. Однако окисление поверхности оказывает неоднозначное влияние на адсорбцию органических веществ. На окисленной поверхности ингибиторы удерживаются лишь силами Ван-дер-Ваальса и не образуют хемосор-бированных слоев ингибитора с металлом. [c.91]

Механизм действия значительного числа ингибиторов заключается в адсорбции ингибитора на корродирующей поверхности и последующем торможении катодных или анодных процессов. К анодным замедлителям нужно отнести замедлители окисляющего действия, например нитрит натрия ЫаЫОг, бихромат натрия ЫааСггО,. Воздействие анодных окислителей на анодный процесс может привести к установлению пассивности, следовательно, к замедлению коррозии металла. [c.222]

Изменить способность металла адсорбировать ингибиторы можно введением в среду композиций, состоящих из неорганических веществ (окислителей, солей металлов) и органических ингибиторов, а также изменяя заряд поверхности металла поляризацией. Однако окисление поверхности оказывает неоднозначное влияние на адсорбцию органических веществ. На окисленной поверхности ингибиторы удерживаются лишь силами Ван-дер-Ваальса и не образуют хемосорбироваиных слоев ингибитора с металлом. Благодаря изменению заряда корродирующего металла, вызванного смещением нулевой точки от ее положения для корродирующего металла до потенциала нулевого заряда для металла, вьщеляющегося из неорганического компонента, увеличение защитного действия комбинированных ингибиторов может быть весьма значительным. [c.145]

Это предположение было обоснованным, так как многие исследования показали, что присутствие ряда органических веществ, особенно нитро- и нитрозосоединений, перемещает потенциал плати-но-водородного электрода далеко в положительную сторону [8 9]. Помимо того, было доказано, что практически всю анодную поляризационную кривую, приведенную на рис. 17, можно получить путем подбора серии окислителей с широким набором редокс-потен-циалов [85 88]. И. Л. Розенфельд и его сотрудники создали широкую номенклатуру эффективных ингибиторов, в которых сочетаются пас-сивационные и адсорбционные свойства, что способствует защите черных и многих цветных металлов от коррозии. Это достигается в результате перевода металла в пассивное состояние при восстановлении окислительного компонента ингибитора, адсорбция других компонентов ингибитора сокращает активную поверхность и облегчает достижение пассивности. [c.51]

Следует отметить, что при известных условиях адсорбция может привести к пассивации и тогда, когда ингибитор не восстанавливается. В этом случае, однако, требуется либо присутствие в коррозионной среде каких-нибудь других окислителей, либо наложения-некоторой анодной поляризации. Примером могут служить бензоат-ионы, которые при определенных условиях переводят металл, в частности железо, в пассивное состояние и обеспечивают его защиту от коррозии [14 194 195 205 239]. При этом оказывается, что смещение потенциала в положительную сторону и пассивное состояние металла достигаются лишь в присутствии растворенного кислорода и при определенной минимальной степени покрытия поверхности металла ингибитором. Чем положительнее потенциал образца, тем меньшие объемные концентрации ингибитора требуются для достижения такой степени покрытия. После того, как металл запассивирован на его поверхности не обнаруживается значительных количеств бензоата. Можно предположить поэтому, что при смещении потенциала в положительную сторону и формировании оксидной пленки относительно слабо связанные с поверхностью ионы бензойной кислоты (их удельный заряд мал, а специфическая адсорбиру-емость выражена слабо) вытесняются либо ионами гидроксила, обладающими большим удельным отрицательным зарядом и повышенной специфической адсорбируемостью, либо атомами кислорода, либо растущей пленкой оксида. [c.51]

Проявление структурной и локальной коррозии сплавов зависит от природы структурных составляющих и физически неоднородных участков металла, но также и от величины окислитель но-восстановительного потенциала ереды, концентрации водородных ионов и температуры раствора, присутствия поверхностно-активных веществ и адсорбционных свойств поверхности сплавов. Явления адсорбции также определяют электрохимическую гетерогенность сплавов, в зависимости от которой могут поддерл<иватьея различные плотности анодного тока на различных участках. [c.32]

После нясыщения поверхности хемосорбированиым окислителем (процесс, приводяпдий к образованию монослоя окислителя), может иметь место и физическая адсорбция молекул окислительного компонента коррозионной среды. При термодинамической стабильности окисла в данных условиях хемосорбированная пленка в результате протекания химической реакции и перестройки атомов металла п кислорода превращается в окисел. [c.12]

Влажная А.к. развивается при относит, влажности выше критической, т.е. >70% для чистой атмосферы, когда на пов-сти металла возникает тонкая (от 2-3 до десятков молекулярных слоев) адсорбц. пленка воды, и происходит по электрохим. механизму. Катодная р-ция имеет вид Ох + рНзО + те - Red + ЮН , где п, т, р-стехиометрич. коэф. электрохим. восстановления, Ox-Oj, О3, Н2О2 и др. окислители, Red-их восстановленная форма (м. б. заряженной). Металл М окисляется по анодной р-ции [c.213]

Экспериментально установлены два вида адсорбции физическая (молекулярная, Ван-дер-Ваальсова) и химическая (хемосорбция или хемисорб-ция). Физическая адсорбция состоит в закреплении молекул кислорода (в общем случае любого окислителя на поверхности металла, которое осуществляется за счет сил Ван-дер-Ваальса. Притяжение молекул кислорода объясняют тем, что поверхностные атомы металла, в отличие от расположенных внутри, находятся в неуравновешенном поле сил и поэтому проявляют тенденцию обрести недостающую связь с любым веществом вне твердого тела. [c.9]

Единственный хороший метод синтеза гидразина был предложен Рашигом[1]. Он состоит в окислении аммиака гипохлоритом натрия в присутствии таких веществ, как клей или желатина, назначение которых состоит в том, чтобы повысить вязкость раствора и подавить адсорбцией разрушающее действие следов ионов металлов на образовавшийся гидразин [2]. Желательно брать дестиллирован-ную воду. При приготовлении раствора окислителя необходима особая осторожность, так как свободный хлор, если он присутствует в растворе гипохлорита натрия, окисляет аммиак до азота. Раствор гипохлорита натрия должен иметь отчетливую щелочную реакцию . [c.90]

Конечно, и второй подход не раскрывает детального механизма процессов химической металлизации. Некоторые из них, такие, как меднение, никелирование, кобаль-тирование, серебрение и золочение, удалось объяснить участием электрохимических реакций, но в других случаях, исходя только из электрохимических соображений, этого сделать не удается. Имеются случаи, когда, например, катодный процесс электроосаждения металла значительно ускоряется небольшими добавками восстановителя, которые, казалось бы, не должны вообще как-то влиять на электровосстановление металла. И наоборот, небольшие добавки ионов металла ускоряют анодное окисление восстановителя, проявляя каталитические свойства. Все это указывает, что наряду с электрохимическими реакциями протекают и чисто химические с непосредственным переносом электрона от восстановителя к окислителю (иону металла) и с образованием промежуточных продуктов, оказывающих значительное влияние на электрохилшческие реакции. Так что при изучении процессов химической металлизации нужно иметь в виду обе возможности (рис. 8). Кроме того, возможен и внутрикомплексный перенес электрона в комплексном соединении иона металла с восстановителем при адсорбции его на поверхности металла. Существование таких комплексных соединений установлено. Однако еще нет прямых доказательств, что каталитический процесс восстановления ионов металла протекает при участии именно этих координированных в комплексное соединение молекул восстановителя. Но при восстановлении ионов металла в [c.33]

Хемосорбцией называется процесс адсорбции, сопровождающийся химической реаьсцией между молекулами адсорбированного вещества и металлом. Энергия связи между атомами оценивается величинами 150-160 кДж/моль. Связь, возникающая между металлом и окислителем, имеет ионный характер. Металл отдает атому адсорбированного вещества электроны. Процесс хемосорбции протекает очень быстро (доли секунды). Внешняя поверхность адсорбированной плен1си при этом заряжается отрицательно, а внутренняя — положительно. [c.37]

Если рассматривать обратимое образование ионов карбония как окислительновосстановительный процесс, то каталитическая активность окислов элементов группы хрома и металлов VIII группы представляется более естественной, чем активность кислотных реагентов. Известно, например, что окислы хрома способны выступать в роли не только гомолитических, но и гетеролитических окислителей, т. е. акцепторов гидридных ионов [79]. Кроме того, как отмечалось выше, отрыв гидридных ионов не является единственным способом превращения алканов в карбокатионы к тому же результату может привести отрыв атома водорода группы С—И и потеря одного электрона в следующей стадии. Подобные процессы легко реализуются на переходных металлах, тогда как отрыв гидридного иона требует высокой кислотной силы ионных катализаторов. Действительно, данные об изотопном обмене водорода насыщенных углеводородов с газообразным дейтерием на поверхности металлов (например, на платине или никеле [13]) свидетельствуют о легкости диссоциативной адсорбции алканов с образованием на поверхности катализатора адсорбированных атомов водорода и алкильных радикалов. [c.22]