Коррозия цинка с выделение. водорода

Существенно на скорость выделения водорода влияет природа катодных участков. Некоторые металлы, например платина, кобальт, никель и др., катализируют выделение водорода, и катодный процесс на них протекает с высокими скоростями. Поэтому, если в составе металла или сплава находятся металлы, катализирующие выделение водорода, то коррозия с выделением водорода может ускоряться за счет этих компонентов в сплаве. Другие металлы, например, ртуть, свинец, кадмий, цинк, не катализируют или слабо катализируют катодное выделение водорода, и катодный процесс на них протекает медленно. Поэтому присутствие в составе сплава таких компонентов или не меняет скорости коррозии основного металла, или снижает ее из-за уменьшения площади поверхности, занимаемой основным металлом, на которой происходят и растворение металла и выделение водорода. Влияние природы металла на скорость выделения водорода количественно можно оценить по перенапряжению водорода на различных металлах (см. табл. 22). Чем ниже перенапряжение водорода, тем большей каталитической активностью к реакции выделения водорода обладает металл и тем выше скорость выделения водорода при данном потенциале катодного участка, а следовательно, и больше скорость коррозии. Чем выше перенапряжение, тем меньше и скорость выделения водорода при данном потенциале катодного участка, тем ниже скорость коррозии металла. Таким образом, скорость коррозии с выделением водорода может быть замедлена снижением температуры и уменьшением концентрации ионов Н , очисткой металла от примесей, катализирующих выделение водорода, а также изоляцией поверхности металла. Перемешивание раствора практически не влияет на скорость выделения водорода. [c.216]

Коррозия металлов. Коррозия с выделением водорода [16] . В гл. VII было показано, что любой металл, стоящий выше в ряду напряжения, должен вытеснять из раствора металл, стоящий ниже его в этом ряду строго говоря, было бы правильнее сказать, что любой металл, потенциал которого М, М+ (ср. стр. 564) отрицательнее потенциала растворения другого металла в том же растворе, должен быть способен к вытеснению последнего из раствора. Это заключение в равной степени применимо к водороду, и, таким образом, любой металл, имеющий в данном растворе потенциал, более отрицательный, чем потенциал водородного электрода, должен вытеснять водород из этого раствора. Например, следовало бы ожидать, что свинец ( "рь — 0,12) будет растворяться в соляной кислоте, выделяя водород (-Сн + О.О), а цинк Ехп — 0,75) будет вытеснять водород из нейтрального раствора, например из раствора сернокислого натрия — 0,4) . [c.659]

При коррозии с выделением водорода (действие кислоты на железо или цинк) выделение газа происходит, как это можно н а б л года т ь, на некоторых определенных точках. [c.275]

Коррозия в отсутствии кислорода. Настоящая глава посвящена тому типу коррозии, который не требует присутствия кислорода. Действие кислот на цинк и железо представляет пример этого вида коррозии хотя выделение водорода также возможно и в случае нейтральных или щелочных растворов. [c.331]

При кратковременных испытаниях в водных средах при комнатной температуре наименьшая скорость общей коррозии наблюдается в интервале pH = 7- 12 (рис. 13.3). В кислых или сильнощелочных средах агрессивное воздействие обусловлено в основном выделением водорода. При pH >> 12,5 цинк быстро реагирует с образованием растворимых цинкатов согласно реакции [c.236]

Один из наиболее распространенных методов защиты от коррозии состоит в катодной поляризации металла. Из рис. 92 видно, что при отклонении потенциала металла в отрицательную сторону от скорость анодного растворения металла уменьшается, а скорость выделения водорода увеличивается, т. е. катодная поляризация уменьшает скорость коррозии. Катодную поляризацию можно создать от внешнего источника тока. Этот метод называют методом катодной защиты. Можно также соединить основной металл с другим металлом (протектором), который в ряду напряжений расположен левее. Часто для протекторной защиты используют магний или алюминий, при помощи которых защищают рельсы, мачты и другие конструкции. Протектор постепенно растворяется и его надо периодически заменять. Примером протекторной защиты служит также цинкование железных изделий. Железо является катодом локального элемента, а цинк—анодом. Следовательно, локальные токи вызывают коррозию покрытия, тогда как железо оказывается защищенным от коррозии. [c.214]

Зависимость скорости коррозии от концентрации электролита. Налейте в пробирку 2 мл 100%-й (ледяной) или 80%-й уксусной кислоты. Опустите в кислоту кусочек цинка. Обратите внимание на скорость выделения водорода. Добавляйте в пробирку по 0,5 мл воды, каждый раз качественно отмечая скорость выделения водорода. Определите концентрацию кислоты, при которой скорость выделения водорода и скорость коррозии максимальны. Объясните причину обнаруженного явления. Оставшийся цинк сдайте лаборанту. [c.388]

По рис, 66 можно определить возможность протекания коррозии различных металлов. Если потенциал металла положительнее потенциала кислородного электрода (область 3), то коррозия металла невозможна. Потенциал золота, например, в отсутствие комплексо-образователя во всей области pH положительнее потенциала кислородного электрода, поэтому золото с поглощением Ог и выделением На корродировать не может. Если потенциал металла положительнее потенциала водородного электрода и отрицательнее потенциала кислородного электрода (область 2), то коррозия возможна с поглощением кислорода и невозможна с выделением водорода. Потенциалы многих металлов лежат в области 2. Наконец, если потенциал металла (область 1) отрицательнее потенциала водородного электрода, то возможна коррозия как с поглощением кислорода, так и с выделением водорода. К таким металлам относятся щелочные и щелочноземельные металлы, алюминий, цинк и др. [c.214]

Однако разрушение металла по механизму работы коротко-замкнутых элементов — не единственный путь электрохимической коррозии. Иногда энергетическая неоднородность металлов невелика и отсутствуют участки, катализирующие катодные реакции. Тогда как катодные, так и анодные процессы идут по всей поверхности металла. Коррозионный процесс в отсутствие участков, катализирующих катодные реакции, протекает медленнее, чем при наличии катодных катализаторов. Так, например, цинк высокой степени чистоты растворяется в растворе серной кислоты значительно медленнее, чем технический цинк, содержащий примеси, катализирующие реакцию выделения водорода. [c.230]

Однако водород выделяется на цинке с большим перенапряжением, что тормозит эти процессы и практически позволяет использовать цинк в качестве отрицательного электрода. Если на поверхности пинка будут присутствовать металлы, на которых перенапряжение для выделения водорода меньше, чем на. цинке (например, медь, железо), то водород будет выделяться на этих металлах, и коррозия цинка резко усилится. Появление таких металлов может иметь место при использовании цинка или электролита недостаточной чистоты. Цинк, как металл электроотрицательный, вытесняет более благородные металлы из раствора, и они осаждаются на его поверхности, усиливая саморазряд. Наличие в электролите железа н других металлов переменной степени окисления может вызвать саморазряд как отрицательного, так и положительного электродов. На положительном электроде ионы железа будут окисляться до Ре +, на что будет расходоваться МпОг. Диффундируя к отрицательному электроду, ионы Ре + будут в контакте с цинком восстанавливаться до Ре + (или до металла), на что будет расходоваться цинк. Коррозия цинка в присутствии кислорода может происходить и без выделения водорода [c.326]

С водой цинк реагирует с выделением водорода, причем этот процесс идет параллельно с процессом кислородной деполяризации. Коррозия цинка происходит в нейтральных растворах солей и в воде [c.24]

Процессы, изображенные на рис. 340 и 341, необходимо несколько разъяснить. Водород выделяется не только на катодных участках (поверхность благородного метала — Си), но и на поверхности неблагородного, корродирующего металла — Zn. На каких участках при этом выделение водорода преобладает или вообще является ли выделение водорода на одном из этих двух видов участков столь малым, что им можно пренебречь, определяется кривыми плотность тока — напряжение для этих участков с учетом долей поверхности и В рассматриваемом случае локальный ток вызывает усиление коррозии от к, соответствующей до д, соответствующей (рис. 340). Этим объясняется известное снижение скорости растворения ( к) цинка с ростом степени чистоты. Однако и чистейший цинк все еще имеет весьма заметную скорость растворения в кислотах, которую можно объяснить только установлением смешанного потенциала. [c.791]

Следовательно, присутствие серебра в цинке должно увеличить скорость его коррозии. При выбранных условиях эта скорость возрастает в три с половиной раза. Однако увеличение скорости растворения не является единственным результатом загрязнения цинка серебром. Меняется и сам характер коррозии. Действительно, если раньше весь водород выделялся на поверхности цинка, т. е. на той же самой поверхности, где происходило растворение (ионизация) цинка, то теперь, как это легко определить при помощи уравнения (XXV-13), только 28% водорода выделяется на цинке, а остальные 72% — на серебре. Серебро, обладая электроположительным потенциалом, не будет растворяться на нем возможен лишь катодный процесс — выделение водорода. Цинк в присутствии включений серебра играет роль анода, и на нем сосредоточен весь процесс растворения. Кроме того, цинк выступает и в роли катода, обеспе- [c.526]

Гл. 2. Цинк. Коррозия цинка с выделением и без выделения водорода [c.206]

Коррозия цинка с выделением водорода происходит в растворах сильных кислот и щелочей. В интервале pH от 7 до 12,5 цинк можно считать практически стойким благодаря образующимся на нем защитным пленкам. Зависимость коррозии от pH лучще всего можно показать на примере действия разбавленных растворов со- [c.206]

Мы уже приводили доказательство того, 1то обычные катализаторы типа Фриделя-Крафтса. например хлористый алюминий, хлорное железо, хлорное олово и хлористый цинк, являются кислотами. Их каталитическая активность хорошо известна по отношению к органическим реакциям, но обычно не признают, что эти вещества также катализируют реакции взаимодействия металлов с водой. Реакция между железом и чистой водой с выделением водорода протекает очень медленно, потому что концентрация ионов водорода слишком низка. Кислота, достаточно сильная для существенного увеличения концентрации водородных ионов, ускоряет реакцию. Не имеет значения, является ли кислота молекулярным хлористым водородом, уксусной кислотой, трехокисью серы, двуокисью углерода, хлорным оловом или же ионным хлористым цинком и медным купоросом. Скорость реакции зависит от увеличения концентрации водородных ионов, которая в свою очередь зависит от концентрации и силы кислоты, вытесняющей протоны из воды. Мы увидим, что такое увеличение концентрации положительных ионов типично для кислотного катализа. Очевидно, эти идеи могут оказать плодотворное влияние на изучение коррозии. Коррозия металлов — сложный предмет, но приложение электронной теории кислот и оснований, повидимому, может принести пользу в исследовании коррозии. [c.137]

Саморазряд цинкового электрода (коррозия цинка) усиливается в случае загрязнения цинка примесями с более низким перенапряжением выделения на них водорода, например железом. Примеси же металлов, обла- дающих большим перенапряжением выделения водорода, чем цинк, например ртути, уменьшают скорость растворения цинка. Последним обстоятельством пользуются в производстве элементов, амальгамируя цинковые электроды. [c.276]

Цинк, стандартный потенциал которого = —0,763 в, применяется в основном при производстве латуней, а также для протекторов и в качестве материала для защитных покрытий (оцинкованное кровельное железо и т. п.). Цинк весьма энергично растворяется с выделением водорода в минеральных кислотах, в окисляющих средах не пассивируется. В растворах хрома-тов на поверхности цинка образуется защитная пленка из хромата цинка. В нейтральных растворах корродирует в основном с кислородной деполяризацией. В щелочах не стоек (см. рис. 17). Скорость коррозии в воде мала. Она несколько возрастает в интервале температур 55—65° С, в воде при 100° С цинк стоек. В чистой и морской атмосферах стоек, однако при содержании в обычной атмосфере загрязнений SO2, НС1, SO3 стойкость цинка сильно снижается. Цинковые покрытия на железе создают анодную защиту. Из сплавов на цинковой основе известен сплав, из которого получают изделия литьем под давлением. Он легирован медью (1,5—2,5%) и алюминием (0,5—4,5%). Коррозионная стойкость этого сплава в воде и по отношению к водяному пару невысокая. [c.59]

Химические свойства. Все /-элементы Pt у являются восстановителями. Кривые зависимости электроотрицательности (рис. 11.12) от номера группы и стандартных электродных потенциалов (см. рис. 11.5) от порядкового номера элемента в периоде проходят через максимум у металлов VIII-I групп. Наиболее сильными восстановителями являются элементы Ш группы, а также цинк и кадмий (II группа). Соответственно для всех /-элементов, кроме платиновых металлов и металлов I группы, термодинамически вероятна коррозия с выделением водорода в растворах кислот. Однако у большинства /-элементов образуются защитные оксидные пленки, вызывающие их пассивацию и предохраняющие от коррозии. Наиболее склонны к пассивации металлы IV — VI групп. Элементы Ш и П групп (кроме ртути) легко взаимодействуют с разбавленными кислотами, а некоторые, например лантан, и с водой. [c.368]

Малое влияние чистоты металла на коррозию в присутствии окислителей. Большое влияние прцмесей — характерная черта коррозии с выделением водорода. В случае действия кислоты в присутствии окисляющего деполяризатора, когда реакция протекает без выделения водорода, чистота металла становится несущественной. Кинг и Бравер-ман опубликовали данные о коррозии вращающихся образцов в очень разбавленной кислоте в присутствии азотнокислого калия результаты помещены в табл. 44. В этих условиях спектроскопически чистый цинк корродировал почти с такой же скоростью, как и обыкновенный цинк. Более того, оказалась очень небольшая разница в скорости коррозии для трех различных металлов. Скорость коррозии, не отличаясь заметно от скорости растворения углекислого кальция, несомненно контролируется скоростью диффузии коррозионного агента к месту воздействия. Подобно этому Тамманн и Ней-берт установили, что скорость коррозии цинка в растворе персульфата не увеличивается в присутствии благородных примесей, таких как серебро или медь здесь коррозия даже [c.530]

Химические свойства воды также определяются ее составом и строением. Молекулу воды можно разрушить только энергичным внешним воздействием. Вода начинает заметно разлагаться только при 2000 °С (термическая диссоциация) или под действием ультрафиолетового излучения (фотохимическая диссоциация). На воду действует также радиоактивное излучение. При этом образуются водород, кислород и пероксид водорода Н2О2. Щелочные и щелочноземельные металлы разлагают воду с выделением водорода при обычной температуре, а магний и цинк — при кипячении. Железо реагирует с водяными парами при красном калении. Вода является одной из причин коррозии — ржавления металлов (с. 156). Благородные металлы с водой не реагируют. [c.101]

Из рис. 188 видно, что при катодной поляризации электрода скорость выделения водорода возрастает, а скорость растворения металла уменьшается. Таким образом, при помощи катодной поляризации можно защитить металл от коррозии. Это явление называется про-тект-эффвктом и широко применяется при защите металлических конструкций. Катодная защита осуществляется или при помощи внешнего источника тока, или при помощи соединения защищаемого металла с другим металлом (протектором), имеющим более отрицательное значение равновесного потенциала. Часто для этой цели используют цинк и магний. [c.376]

Однако разрушение металла по механизму работы короткозамкнутых элементов — не единственный путь электрохимической коррозии. Иногда энергетическая неоднородность металлов невелика и отсутствуют участки, катализируюш,ие катодные реакции. Тогда как катодные, так и анодные процессы идут по всей поверхности металла. Коррозионный процесс в отсутствие участков, катализирую-Щ.ИХ катодные реакции, протекает медленнее, чем при наличии катодных катализаторов. Так, например, цинк высокой степени чистоты растворяется в растворе серной кислоты значительно медленнее, чем технический цинк, содержаш,ий примеси, катализируюш,ие реакцию выделения водорода. Наиболее часто при коррозии наблюдаются ионизация кислорода и восстановление ионов Н+. Коррозия с участием кислорода называется коррозией с поглощением кислорода или коррозией с кислородной деполяризацией. В наиболее простом виде она может быть представлена уравнениями анодный процесс Ме — пе - Ms" катодный процесс + 4е 40Н [c.213]

Описанный в данной работе водородный коррозиметр — прибор для определения скорости коррозии по объему выделенного водорода — в одном опыте позволяет проследить за изменениями скорости коррозии образца. Такие изменения особенно заметны, если цинк содержит большое количество примесей, накапливающихся на поверхности в ходе коррозионного процесса. График, устанавливающий зависимость изменения выделяемого объема водорода во времени, будет иметь вид кривой, обращенной выпуклость к оси времени, так как процесс коррозии протекает с ускорением. В других случаях можно обнару- [c.252]

Как известно, в кислых средах процесс коррозии цинка из-за высокого перенапряжения выделения водорода протекает очень медленно, однако в присутствии примесей с низким перенапряжением водорода цинк легко растворяется с вьщелением водорода. Некоторые металлические примеси, например алюминий, замедляют коррозию цинка в кислых средах. В присутствии ионов хлора образуются основные хлориды цинка типа 6Zn(OH)2 Zn lj, которые имеют слоистую структуру, аналогичную той, которую имеет карбонат цинка, образующий плотные, хорошо прилегающие слои. [c.89]

Процесс коррозии резко возрастает при использовании в элементах цинка с примесями металлов, имеющих низкое перенапряжение выделения водорода, или электролитов, загрязненных солями таких металлов. Источником загрязнений может быть двуокис-номарганцевый электрод. Примеси двуокисномарганцевого электрода растворяются в солевом электролите, а затем за счет химической реакции с цинком осаждаются в виде металла на отрицательном электроде. Чаще всего из двуокисномарганцевого электрода переходят на цинк металлы, ускоряющие коррозию сурьма, железо, медь. [c.52]

Особо жесткие требования предъявляются к характеру гальванического покрытия. Слой олова на крышках не должен иметь пор, по которым электролит мог бы соприкасаться с материалом крышки. Крыш1ки элементов РЦ-71Н покрывают свинцом, 1кото рый по сравнению с оловом более эффективно предотвращает коррозионное выделение водорода в элементе. Для снижения коррозии цинк отрицательного электрода амальгамируют, а электролит насыщают окисью цинка. В таком растворе коррозия цинка сведена к минимуму. Тем не менее все-таки небольшое количество водорода образуется. [c.231]

Отрицательный электрод — пастированный, с развитой границей раздела цинк — электролит, что исключает пассивацию электрода. Паста содержит цинковый порошок, ингибитор коррозии (желтый оксид ртути, около 1% к массе цинка), щелочной электролит и загуститель (крахмал, карбоксиметилцеллю-лозу и т. п.). Оксид ртути амальгамирует цинковый порошок, что увеличивает перенапряжение выделения водорода на цинке. Электролит, используемый для приготовления пасты, содержит 680—760 кг/м КОН и 40—60 кг/м 2пО. [c.71]

Способность к пассивации у цинка незначительная, хотя в растворах хроматов цинк может быть заметно занас-сивирован, по-видимому, вследствие образования поверхностных защитных пленок из цинк-хромата. Коррозионная стойкость цинка определяется, главным образом, нерастворимостью в нейтральных средах продуктов его коррозии. Даже в разбавленных кислотах (НС1, H2SO4 и ННОзидр.) цинк технической чистоты не стоек и энергично растворяется с выделением водорода. [c.292]

Процессы каталитического выделения водорода значительно уменьшают ингибирующее действие добавок или даже превращают их в стимуляторы коррозии [25, 26]. Это приводит к тому, что такие соединения (например, протонирован-ные катионы пиридиновых и анилиновых производных) являются гораздо менее эффективными ингибиторами коррозии металлов, чем следовало ожидать, исходя из их поверхностноактивных свойств. Так, например, величины onsts уравнений (21) и (22) при ингибировании коррозии цинка некоторыми пиридиновыми и анилиновыми производными оказываются значительно меньшими соответствующих величин, полученных для железа (табл. 10 —11). Это свидетельствует о том, что в условиях примерно одинаковой адсорбции указанные соединения в меньшей степени защищает от кислотной коррозии цинк, чем железо, на котором каталитические эффекты отсутствуют. Их можно, однако, превратить в эффективные ингибиторы кислотной коррозии цинка, если исключить возможность участия в реакциях поверхностной протонизации. Последнее может быть достигнуто путем кватер-низации атомов азота углеводородными радикалами. В присутствии таких соединений (например, ДПХ, ЦПХ, ингибито-рш КПИ-1, КПИ-3, КПИ-7, КПИ-9), как и ожидалюсъ достигается высокая степень защиты (вплоть до 99%) корродирующего цинка [63]. [c.105]

Рассмотрим, как влияет величина pH на скорость коррозии, протекающей с выделением водорода, и на коррозионное поведение некоторых металлов. Уменьшение pH (увеличение концентрации Н -ионов) обычно приводит к возрастанию скорости коррозии прежде всего потому, что в кислой среде продукты коррозии (окиси, соли) лу чше растворимы и не создают помех для контакта металла со средой. Если в коррозии принимают участие макропары, то тогда увеличение концентрации Н способствует коррозии еще и потому, что приводит к значительному увеличению электропроводности среды. Высокие значения pH (щелочная среда) оказываются опасными для металлов, окислы которых амфотерны, т. е. растворяются в кислотах и в щелочах. Примерами таких металлов могут служить алюминий, свинец, олово, цинк, хром и некоторые другие. [c.185]

Гл. 2. Цинк. Коррозия цинка без выделения водородй [c.208]

Описанный в данной работе водородный кор-розиометр — прибор для определения скорости коррозии по объему выделенного водорода — в одном опыте позволяет проследить за изменениями скорости коррозии образца. Такие изменения особенно заметны, если цинк содержит большое количество примесей, накапливающихся на поверхности в ходе коррозионного процесса. График, устанавливающий зависимость изменения выделяемого объема водорода во времени, будет иметь вид кривой, обращенной выпуклостью к оси времени, так как процесс коррозии протекает с ускорением. В других случаях можно обнаружить инкубационный период, в течение которого происходит накопление примесей на поверхности образца с последующим резким ускорением процесса. [c.195]