Стационарные кривые потенциал — плотность тока

СТАЦИОНАРНЫЕ КРИВЫЕ ПОТЕНЦИАЛ - ПЛОТНОСТЬ ТОКА [c.74]

Для количественного изучения кинетики металлургических реакций при помощи частных поляризационных кривых в данной работе использован метод коррозионных диаграмм потенциал — плотность тока [4]. При стационарном протекании реакции катодные и анодные токи равны. Этому условию отвечает определенное значение компромиссного или стационарного потенциала (фс) на реакционной поверхности. Величина его является промежуточной между равновесными (в отсутствие тока) потенциалами электрода для обоих этапов (фр и ф°). Разность (фР — фр) можно найти из уравнения изотермы изучаемой реакции [c.155]

На основании данных поляризационных измерений вблизи стационарного потенциала на миллиметровке строят график зависимости логарифма плотности тока от потенциала. С помощью линейной экстраполяции полученных кривых определяют коррозионный ток и угол наклона поляризационных кривых выделения водорода и растворения металла. [c.279]

Свинцовый электрод поляризуют катодно при плотности тока Ю А/см2 затем, постепенно снижая поля ризующий ток до нуля, снимают кривую катодной поляризации. При поляризующем токе, равном нулю, устанавливается стационарный потенциал свинцового электрода, в этот момент изменяют направление поляризующего тока и начинают анодно поляризовать свинцовый электрод. Поляризующий ток повышают таким образом, что потенциал электрода смещается каждый раз на 10—15 мВ. В дальнейшем, когда область пассивного состояния будет пройдена, можно проводить измерения через большие интервалы смещения потенциала. При снятии поляризационной кривой вначале устанавливают задаваемое значение потенциала и затем записывают соответствующую ему величину тока. Опыт заканчивают по достижении интенсивного выделения кислорода. [c.291]

Коррозионные диаграммы удобны для качественного рассмотрения процесса коррозии и для оценки возможного влияния на него различных факторов. Однако их использование при количественных расчетах скорости коррозии связано с трудностями. Скорость коррозии определяется плотностью тока , коррозионные же диаграммы построены в координатах потенциал — сила тока. Для их построения нужны дополнительные данные необходимо знать качественный состав корродирующего металла и долю поверхности, приходящуюся на каждый катодный и анодный участок. Зная стационарные потенциалы, суммируя все катодные и анодные кривые, стро- [c.467]

Рис. 114. Кривые зависимости между катодной плотностью тока выделения водорода — к, анодной плотностью ионизации металла - -1а И потенциалом электрода Ф, снятые на образце, коррозию которого изучают Фр —равновесный потенциал металла <Рр—равновесный водородный потенциал Фст — стационарный потенциал, при котором г к= а

Если нанести на горизонтальной оси шкалу потенциалов, а по вертикали откладывать плотность тока — вверх анодного, вниз катодного (здесь а — поляризационная кривая анодного процесса, к — поляризационная кривая катодного процесса), то на металле установится такой потенциал фот, при котором скорости анодного и катодного процессов равны, т. е. 1ц = 1к- Это и есть стационарный потенциал металла в данных условиях. Как видно на рис. 114, фст определяет скорость растворения металла /а. [c.468]

Если каким-либо способом увеличить или уменьшить скорость одной из сопряженных реакций, то скорость суммарного коррозионного процесса, отвечающая скорости катодного или анодного процесса при стационарном потенциале, также соответственно возрастет или понизится. Такое изменение скорости суммарного процесса видно на рис. 115, <2 и б, где приведены кривые зависимости катодной и анодной плотности тока на железном электроде в различных растворах от потенциала электрода. При изменении состава раствора, а следовательно, и двойного электрического слоя, скорость выделения водорода при одинаковом электродном потенциале меняется. Как видно на рис. 115, чем быстрее выделяется на катоде водород, тем выше скорость суммарного коррозионного процесса, определяемая величиной стацио- [c.470]

Рис. 13. Механохимическая коррозия малоуглеродистой стали в 7-н. растворе НгЗО <т — кривая растяжения со скоростью 37,5%/мин (/, 2, 3, 4, 5 — уровни нагружения, на которых определялись потери массы АО за 50 ч при 40° С) — плотность тока растворения Дф — уменьшение стационарного электродного потенциала

Наибольший катодный и анодный контроль в области стационарного потенциала, как показало снятие гальваностатических поляризационных кривых, наблюдается в случае ингибитора КПИ-1. Вместе с тем катодные ветви для катапина-А и КПИ-1 при плотности тока 2 мА/см пересекаются, и катодный контроль со стороны катапина-А при более высоких плотностях тока превосходит торможение катодной реакции ингибитором КПИ-1. Можно предполагать, что это связано с увеличением перенапряжения водорода в присутствии катапина-А благодаря его лучшей адсорбируемости при катодной поляризации. [c.160]

Возможность практического использования полученного соотношения для определения деформационного изменения тока коррозии обосновывается так же, как и в известном методе снятия реальных поляризационных кривых для определения скорости коррозии металла на основе кинетической теории коррозии идеальные поляризационные кривые, определяющие стационарный потенциал и ток коррозии, рассматриваются как продолжение тафелевских участков реальных поляризационных кривых. Это, очевидно, справедливо для электрохимически гомогенной поверхности, но также может быть принято для технических металлов (железа, никеля, свинца и др.), поскольку наблюдалось удовлетворительное совпадение результатов, полученных измерением скорости коррозии непосредственно по убыли массы и расчетом по поляризационным кривым [54]. На рис. 59 реальные поляризационные кривые показаны сплошными линиями. Для практического расчета скорости коррозии в формулу (232) следует подставлять величины сдвигов потенциалов, определенные сечением реальных анодных и катодных поляризационных кривых для произвольно выбранного значения плотности тока гальваностатической поляризации в пределах тафелевских участков. [c.166]

Рис. 19. Механохимическая коррозия малоуглеродистой стали в 7 н. а — кривая растяжения со скоростью 37,5%/мин 1—5 — уровни нагружения, на которых определяли потери массы АО аа 50 ч ири 40 °С) I — плотность тока растворения Дф — уменьшение стационарного электродного потенциала

Смещение потенциала т от стационарного значения (величина поляризации металла) характеризует изменение потенциала в пределах двойного электрического слоя на поверхности металла и определяется как разность ординат точки анодной или катодной поляризационной кривой при некоторой плотности тока/. О л точки, соответствующей стационарному потенциалу данного металла. [c.15]

Поляризационные кривые используются, как уже указывалось, и для количественного расчета скорости коррозии. Предложено много способов для такого расчета. Наиболее прост метод экстраполяции поляризационной кривой к стационарному потенциалу. При этом способе зависимость потенциала от плотности тока выражают в полулогарифмических координатах. [c.32]

Рис. 4.4. Зависимость стационарного значения pH приэлектродного слоя (кривая /) и плотности катодного тока (кривая 2) от потенциала для железа в растворе с pH в,6, содержащем С1- (100 мг/л) и S02- (100 мг/л)

Наряду с другими параметра.ми коррозионного и электрохимического поведения металла в электролите, по поляризационным кривым можно рассчитать абсолютную скорость коррозии, напри.мер, методом экстраполяции кривой до стационарного потенциала. Если скорость электродного процесса контролируется скоростью электрохимической реакции, например, скоростью разряда ионов водорода или ионизации металла, то в полулогарифмических координатах зависимость потенциала от логарифма плотности тока выражается прямой линией. Экстраполируя эти прямые до значения стационарного потенциала, по оси ординат находят соответствующую величину тока коррозии, т.е. фактически скорость коррозии. [c.30]

Электрохимические поляризационные исследования проводили на образцах из сталей (все - толстолистовой прокат) путем снятия анодных и катодных поляризационных кривых, в специально разработанной прижимной трехэлектродной электрохимической ячейке с помощью потенциостата марки ЕР-20 А. Поляризацию начинали с катодной области (-1,0 В по хлорсеребряному электроду сравнения, ХСЭ) в анодную сторону. Это позволяет достаточно точно определить плотность тока коррозии и стационарный потенциал уже в ходе проведения эксперимента. [c.9]

Вверх по ординате откладывают отрицательные значения потенциала. Отмечают стационарное значение Еа и Ек и снимают анодную и катодную поляризационные кривые. Точка пересечения этих кривых указывает на максимальную плотность тока коррозии щах- При [c.97]

При выдержке стали в области устойчивой пассивности плотности тока снижаются до 1 10- А/м (см. табл. 3.1), что соответствует скорости растворения 0,002 мм/год. Перемешивание и повышение температуры до 40°С в 25%-ном растворе мало влияют на скорость растворения стали в пассивном состоянии в отличие от растворов углеаммиакатов, содержащих аммиачную селитру. В промышленной 25%-ной аммиачной воде с pH 10,8 анодная поляризационная кривая (рис. 3.2, кривая 6) сдвинута в сторону положительных потенциалов по сравнению с кривыми в растворах с pH 12—13, а 4р еще больше возрастает (рис. 3.2, табл. 3.1). Поляризационная кривая промышленных растворов с pH 10,8 хорошо совпадает с кривой, полученной в лабораторном растворе с таким же pH (рис. 3.2, кривая 7). В разбавленных чистых 2,5—5%-ных растворах аммиака при pH 11,7—11,9 (рис. 3.2 кривая /), контактирующих с воздухом, углеродистая сталь находится в устойчивом пассивном состоянии. После выключения катодной поляризации стационарный потенциал стали увеличивается до величины, большей —0,5 В, а на анодной поляризационной кривой фиксируется лишь область пассивного состояния и перепассивации. На катодной поляризационной кривой в интервале (—0,5) — (—0,8) В наблюдается участок предельной плотности тока восстановления кислорода (рис. 3.2, кривая /). [c.41]

Для определения дифференциальных токов на различных структурных составляющих и физически неоднородных участках металла необходимо установить величину стационарного потенциала и ход кривых анодной поляризации каждой структурной составляющей и физически неоднородного участка металла в координатах потенциал—плотность тока начиная ог равновесного потенциала в данном растворе. Соотношение поверхностей анодных и катодных участков, а также ход кривых катодной поляризации, влияние локальных токов и токов саморастворения учитывается ири установлении стационарного потенциала. Поэтому не требуется специального их определения, хотя для рассмотрения механизма коррозионных процессов они имеют бо.льшое значение. [c.80]

НИЙ теории локальных элементов, удобны для качественного рассмотрения процесса коррозии и для оценки возможного влияния на него различных факторов. В то же время их использование при. количественных расчетах скорости коррозии связано со значительными трудностями. Скорость коррозии определяется изменением массы образца за единицу времени, отнесенным к единице его поверхности, или (в электрических единицах) плотностью тока /. Коррозионные же диаграммы, прив15денныс на рнс. 24.4 и 24.5, построены в координатах потенциал — сила тока, т. е. не позволяют судить о плотности тока, непосредственно характеризующей скорость коррозии. Для ее расчета нужны поэтому дополнительные данные. Необходимо знать качественный состав корродирующего металла, чтобы выяснить, какие компоненты металла в данных условиях будут играть роль катодов и какие — анодов. Необходимо установить долю поверхности, приходящуюся на каждый катодный и анодный участок, чтобы иметь возможность определять плотность тока на любом из них. Далее требуется для всех анодных составляющих снять анодные поляризационные кривые, а для всех катодных— катодные. Это позволит найти общую скорость катодной, и анодной реакций и установить наиболее эффективные анодные и катодные составляющие. Зиая стационарные потенциалы, можно,, суммируя все катодные и все анодные кривые, построить результативную коррозионную диаграмму, пс которой уже затем определить максимально возможную силу тока. Предполагая, что омические потери малы, и зная, как распределяется поверхность между анодными и катодными зонами, вычисляют скорость коррозии. Этот сложный способ, дающий к тому же не всегда однозначные результаты (в связи с возможностью совмещения катодных и анодных реакций на одном и том же участке), редко применяется для количественной оценки скорости коррозии. [c.499]

Задачу определения скорости коррозии решают проще с помощью кинетической теории коррозии. В этом случае катодную и анодную поляризационные кривые снимают непосредственно на образце, коррозию которого изучают. Общую скорость коррозии выражают силой тока, отнесенной к единице всей поверхности металла, без разделения ее на катодные и анодные участки. При стационарном потенциале скорость коррозии (вырал<аемая силой тока анодного растворения металла), отнесенная ко всей его поверхности (т. е. включая и катодные зоны), должна быть равна скорости катодного процесса, например скорости выделения водорода. Последняя в случае снятия катодной поляризационной кривой будет равна силе тока, деленной на всю поверхность образца, включая анодные участки. Таким образом,если потенциал стационарен, то плотности тока для анодного и катодного ироцессов при указанном способе снятия поляризационных кривых должны быть оди-ипкопымп. При этом предполагают, тo омическими потерями можно пренебречь. [c.499]

Фактические катодная и анодная плотности тока могут быть различными, если поверхность корродирующего металла разделена на участки, на которых возможно протекание либо только катодной, либо только анодной реакции. Это, однако, не имеет значения при определении общей скорости коррозии, и, следовательно, можно рассматривать поверхность корродирующего металла как эквипотенциальную . Характер совмещенных поляризационных кривых, получаемых по этому методу, показан на рис. 24.6 (сплошные линии). Точка пересечения анодной и катодной поляризационных кривых дает на оси абсцисс скорость коррозии, а на оси ординат — стационарный потенциал. Так как вблизи стационарного потенциала поляризационные 1 данные перестают укладываться в полулогарифмическую зависимость, то скорость коррозии находят обычно по точке пересечения экстраполированных прямоли-не/шых участков поляризационных кривых (пунктирные линии на рис. 24.6). Сопоставление величин скорости коррозии, рассчитанных на основании поляризационных измерений, с полученными непосредсвеино из убыли массы (или в кислых средах по объему выделившегося водорода) для свинца, никеля и железа показало, что оба ряда данных совпадают в пределах ошибок опыта. Это позволило широко использовать метод поляризационных измерений при количественном изучении коррозионных процессов. [c.500]

Катодную поляризационную кривую снимают в ячейке без разделения электродных пространств в гальванодинамическом режиме со скоростью, исключающей заметное изменение исходной площади поверхности вследствие образования губки, на катоде из меди в форме диска, впаянного в стекло или запрессованного в тефлон, в интервале плотностей тока от 5 до 500— 700 А/м . Подготовку поверхности катода перед каждым опытом проводят согласно приложению II, удаляя образовавшуюся губку. Электродом сравнения служит медный электрод в виде погруженной в электролитический ключ проволоки потенциал меди в данных растворах близок к обратимому значению. Поляризационные измерения оканчивают при потенциалах выделения водорода. Изучают влияние скорости развертки в интервале от 2 до 0,3 мА/с на форму кривой и значение пред. Для выбора плотности тока при электролизе используют минимальное значение ред, соответствующее условиям стационарной диффузии. [c.136]

Потенциостатический метод снятия поляризационных кривых, существо которого заключается в том, что при каждом заданном значении потенциала электрод выдерживается до установления стационарной плотности тока, был применен А. И. Левиным с сотрудниками для определения характера электродной поляризации при осаждении цинка, железа, хрома и меди (в последнем случае из комплексного пирофосфатного электролита) с совместным выделением водорода. С помощью потенцио-статических измерений Деляхею удалось определить зависимость силы тока от потенциала для отдельных электрохимических процессов при одновременном протекании нескольких электродных реакций. [c.255]

Величину катодной поляризации обсадной колонны в исследуемом интервале определяют по плотности тока в этом интервале при данном значении поляризующего тока (критерий 3) и стационарной катодной поляризационной кривой (СКПК) стали в пластовой воде этого же интервала. СКПК в пластовой воде снимают в герметичной ячейке с использованием капилляра Луггина и вспомогательного анодного электрода из углеродистой стали. Рабочий (катодно-поля-ризуемый) электрод из трубной стали до начала поляризации выдерживают в исследуемой пластовой воде в течение 10 сут для получения на нем сульфидов и установления стационарного потенциала. [c.133]

Зависимость (4.8) для ДгУ=0,5 В, х=200 мкСм СМ , + = 26 мВ и /а = = 10 А см-2 (скорость коррозии по уменьшению толщины при стационарном потенциале 0,01 мм в год) показан на рис. 4.1. Сплошные кривые относятся к значению параметра fe=0, а штриховые к значению k, рассчитанному по выражению (4.9). При формировании защитного слоя постоянные значения k по формуле (2.44) могут быть учтены путем прибавления к величине параметра I. Обычно плотность тока возрастает по мере повышения напряжения элемента, увеличения электропроводности и уменьшения размеров дефекта [1]. Скорость коррозии превышает 1 мм в год. Таким образом, возникновение элемента с деталями других объектов, имеющими более положительный потенциал, представляет собой значительную опасность коррозии, которая практически не может быть предотвращена пассивными мерами защиты. Эффективными мероприятиями по защите могут быть гальваническое разделение, предусматриваемое, например, для газовых вводов в дома [13], и локальная катодная защита (см. раздел 13). [c.136]

Существенное облегчение анодных и катодных процессов в области малых величин тока может быть связано с комплексообразующим взаимодействием ионов Ре + с молекулами ингибитора — облегчается их десорбция и ослабляется защита (разрыхление пленки ингибитора ПБ-5). При больших плотностях тока ингибитор ПБ-5 катионного тина прочнее соединяется с ка-тоднополяризуемой поверхностью и влияние ионов Ре " нейтрализуется. Облагораживание стационарного потенциала коррозии при введении в ингибированный электролит. ионов Ре + обусловлено как облегчением катодной реакции на начальном участке катодной кривой, так и сдвигом начального потенциала микрокатодов в сторону положительных значений (в направлении к равновесному потенциалу реакции восстановления трехвалентного железа). При э гом в случае смеси ингибиторов уротропин + -Н И1А деформация практически не оказывает влияния на стационарный потенциал. [c.151]

Из соотношения (229) видно, что изменение стационарного потенциала вследствие деформации электрода не является одно- значной функцией термодинамического состояния металла (обу- словливающего анодное поведение) из-за участия катодного процесса. Поэтому выявление взаимосвязи напряженного состояния металла и его электрохимических свойств должно проводиться только в условиях внешней поляризации до значений потенциала, обеспечивающих преимущественное протекание реакции анодного растворения (т. е. в области тафелевского участка анодной поляризационной кривой). Измеренные таким способом значения потенциала при гальваностатической поляризации или плотности тока при потенциостатической поляризации могут использоваться для [c.166]

Обобщенная анодная кривая для металла, способного переходить в пассивное состояние, схематично представлена на рис. 1.2. На этой кривой имеются характерные точки фа — равновесный потенциал анодной реакции в данном электролите фст — стационарный потенциал металла в данной среде (потенциал коррозии) фп—потенциал пассивации ф пп ПОТСНЦИЭЛ ПОЛНОЙ ПЗС сивацин пп — плотность тока пассивации — плотность тока полной пассивации к — ток коррозии. [c.14]

Плотность тока обмена железа. Определению плотности тока обмена и параметров кинетических уравнений для металлов группы железа посвящено большое количестве исследований. Однако определение ис тинных токов обмена на этих металлах затруднено из-за сложности экспериментального измерения равновесного потенциала. Но косвенные метода - радиохимический [134], экстраполяция тафелевских зависимостей до перенапряжения, равного нуло, или пересечение кривых анодной и катодной поляризаций [135], осциллогра-фический метод [13б] показывают,что величина тока обмена для железа очень мала по сравненш с "нормальными" металлами. Плотность тока обмена железа, по данным [13б], в I М растворе Ь еЗО равна 2 х 10" А/см , а в работе [137] определенный методом стационарных поляризационных кривых ток обмена в 0,06 М 1 еБ0 при pH 5 составляет [c.44]

Для определения тока коррозии следует проэкстраполировать линейные участки кривых СВА и СВЕ до пересечения их друг с другом в точке К. Соответствующие этой точке потенциал Екор и плотность тока кор называются потенциалом коррозии и скоростью коррозии. Потенциал коррозии часто называют также стационарным или коррозионным потенциалом. Иногда применяют термин потенциал свободной коррозии. Прямые АК и КЕ выражают зависимость от по- [c.85]

ИОНОВ К мембране ограничен концентрациег катиона пли аниона, определяемой произведением растворимости карбоната кальция, которое является величиной постоянной независимо от концентрации раствора. При исследовании поведения анионитовой мембраны были установлены аналогичные закономерности, выражающиеся в том, что при выпадении на мембране осадка гидрата окиси магння ее потенциал резко возрастает, а предельный диффузионный ток понижается. При этом было отмечено (рис, 3), что потенциал мембраны приобретает стационарные (н хорошо воспроизводимые) значения лишь до определенных значений плотностей тока. Для приведенного случая эта плотность тока находится в пределах О—2,5 ма1см -. При дальнейшем повышении плотности тока (кривая 3) потенциал резко повышается и получить стационарные его значения практически невозможно, Воспроизводнг1Юсть эксперимента также ухудшается. На мембране выпадает осадок гидроокиси магния. [c.67]

По-видимому, легче было бы работать на электроде с постоянной поверхностью, например на висящей ртутной капле, так чтобы устанавливалось адсорбционное равновесие. Измерение стационарных значений тока в перемешиваемом растворе при работе с жидким электродом осуществить трудно. Можно избежать размешивания и дать установиться адсорбционному равновесию при потенциале, при котором электродная реакция практически не идет, например при равновесном потенциале редокс-системы с большим toкoм обмена. Кинетику электродного процесса в таком случае можно изучить по реакции электрода на изменение плотности тока или потенциала. Степень заполнения при этом не должна заметно меняться, поэтому метод применим к быстрым процессам в области малых перенапряжений (несколько милливольт) или же к измерениям, при которых смещение потенциала не выходит за границы верхнего плато на кривой зависимости степени заполнения от потенциала. Эти требования исключают применение упомянутого метода в случае многих реакций. Изучение влияния адсорбции на сравнительно быстрые процессы релаксационными методами и методами, основанными на нарущении стационарного режима (с малой амплитудой колебаний потенциала), по-видимому, представляет собой простейший путь для выяснения двойнослойных эффектов в случае незаряженных адсорбатов. Уже проведено несколько исследований, посвященных главным образом влиянию степени заполнения. Арамата и Делахей [18] учли как изменение фг-потенциала, так и изменение степени заполнения. Эту работу продолжил Торси [128] в лаборатории автора. Пожалуй, это была первая попытка количественного изучения, если исключить описанные в разделе 10, в гл. X работы чехословацких исследователей, в которых учтена и диффузия. [c.254]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология