Коррозия металлов процесс с выделением водорода

В нейтральных растворах с pH = 7 гальванические элементы, составленные из большинства имеющих техническое значение металлов, работают без выделения газообразного водорода, так как потенциал разряда ионов водорода отрицательнее, чем потенциал анода. Только начиная с определенного значения pH, при котором потенциал анода отрицательнее потенциала разряда водородных ионов, процесс коррозии может сопровождаться выделением водорода. Металлы с очень электроотрицательным по- [c.42]

Однако, как следует из рис. 4.37, скорость катодного процесса выделения водорода при велика, что приводит к сдвигу потенциала в анодную сторону и к ускорению анодного процесса ионизации металла. В результате, при некотором потенциале Е . скорости (токи) анодного и катодного процессов станут равными и система придет в так называемое стационарное состояние ( е — стационарный потенциал или потенциал коррозии). [c.269]

Применение органических веществ для защиты металлов от коррозии основано на том, что органические вещества тормозят процессы выделения водорода и (или) анодного растворения металла (рис. 198). Если органическое вещество повышает только перенапряжение выделения водорода (катодный ингибитор), то скорость саморастворения металла уменьшается, а стационарный потенциал электрода смещается в отрицательную сторону (рис. 198,а). Анодные участки поляризационной кривой в отсутствие и присутствии ингибиторов совпадают. [c.388]

Разрушение покрытий. На стойкость покрытий в условиях эксплуатации оказывают влияние след, процессы деструкция полимера, взаимодействие пигмента и пленкообразующего с окружающей средой, изменение надмолекулярных структур в пленках. Кроме того, долговечность 3. л. п. зависит от природы металла, на к-рый наносят покрытие. Металл и покрытие представляют собой единый комплекс, в к-ром реакции, протекающие на металле, заметно влияют на свойства покрытия. Если коррозия металла сопровождается выделением водорода (что особенно характерно для легких металлов, в первую очередь для магния и его сплавов), то между покрытием и металлом образуются пузыри, вызывающие отслаивание и последующее разрушение покрытия. Нелетучие продукты коррозии, к-рые постепенно накапливаются под пленкой и в порах покрытия, в конечном итоге также вызывают разрушение пленки в местах анодного растворения металла. На катодных участках металлич. поверхности накапливаются гидроксильные группы. Это приводит к отрыву пленки от металла и образованию пузырей, наполненных жидкостью с pH до 13, вызывающей омыление и разрушение покрытий. Щелочное размягчение особенно опасно для пленко-образующих, склонных к омылению, в первую очередь для масляных и алкидных. [c.393]

В связи с этим рассмотрим более подробно основные представления о кинетике и механизме катодного и анодного процессов, определяющих кислотную коррозию металлов с выделением водорода. [c.7]

Коррозия, идущая по сх еме I, называется коррозией с выделением водорода. Такой вид коррозии чаще всего наблюдается при растворении металла в кислотах, а иногда и в щелочах. Коррозия, протекающая по схеме II, называется коррозией с поглощением кислорода. Такая коррозия протекает чаще всего в водных растворах, насыщенных кислородом. Скорость коррозии определяется наиболее медленно протекающим процессом. Для коррозии, идущей с выделением водорода, ее определяют процессом [c.182]

Применение органических веществ для защиты металлов от коррозии основано на том, что органические вещества тормозят процессы выделения водорода и (или) анодного растворения металла (рис, 201). Если органическое вещество повышает только перенапряжение выделения водорода (катодный ингибитор), то скорость саморастворения [c.375]

Выше говорилось о влиянии концентрации водородных ионов в растворе на характер катодного процесса. Она влияет и на скорость коррозии. Как видно из диаграммы на рис. 2, железо очень интенсивно корродирует при pH менее 5 (при этом процесс коррозии идет с выделением водорода) при pH от 5 до 10 коррозийный эффект небольшой и почти постоянный, при pH, равном 10 и выше, скорость коррозии быстро падает, а при pH около 14 коррозии при нормальной температуре не наблюдается. Это объясняется тем, что в кислых средах на железе не может образоваться защитная пленка, в слабокислых и нейтральных — эта пленка неустойчива, в щелочных средах пленка нерастворима и хорошо предохраняет металл от коррозии. [c.9]

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]

В результате под слоем отложений показатель рИ понижается и начинается- процесс кислотной коррозии металла с выделением свободного водорода [11]. Водород диффундирует в металл, накапливаясь в зоне дефектов и взаимодействуя с карбидами железа по реакции [c.53]

Стойкость к коррозии для металлов в основном определяют защитные свойства пленок продуктов коррозии и структура металла. Укрупнение кристаллов металла вызывает значительное, усиление межкристаллитной коррозии. Коррозия, происходящая с выделением водорода, при прочих равных условиях тем интенсивнее, чем неоднороднее структура металла. Коррозионные процессы, связанные с поглощением кислорода, не зависят от неоднородности структуры, если эта неоднородность не вызывает изменения в равномерности отложений на поверхности металла продуктов коррозии и не ослабляет защитных свойств образующейся пленки. [c.112]

Катодная поляризация железного электрода в щелочных растворах по существу не отличается от поляризации других металлов, если не считать ранее отмеченной способности активированной поверхности железа окисляться даже при отрицательных потенциалах. В чистом растворе щелочи, не содержащем ионов железа, на железном катоде может протекать только один процесс — выделение водорода. Если в электролите содержатся ионы железа (или другого металла с более положительным потенциалом осаждения, чем потенциал выделения водорода), то при катодной поляризации на электроде могут одновременно протекать два катодных процесса — выделение водорода и разряд ионов железа (или другого металла) с осаждением его в виде металлической губки. Растворение катодно заряженных поверхностей железа в этих условиях происходить не должно. Однако при длительной эксплуатации электролизеров была обнаружена массовая коррозия в верхней части основного листа электрода с катодной сторо- [c.210]

В условиях подземной коррозии металлы обычно находятся не в растворах их солей, а в растворах других электролитов, поэтому в процессах на границе металл-электролит могут принимать участие также ионы других металлов или ионы водорода. При этом на величину потенциала влияет не столько концентрация собственных ионов, сколько концентрация ионов водорода (водородный показатель pH), а также различные совместно протекающие процессы (выделение водорода, образование ионов 0Н , реакции, приводящие к появлению пленок). В таких случаях установившийся равновесный потенциал будет отличаться. от нормального. Его называют стационарным. [c.201]

Скорость коррозии с кислородной деполяризацией поэтому почти не зависит (в известных пределах) от природы растворяющегося металла, в частности от величин его равновесного потенциала и анодной поляризации. В этом легко убедиться, если построить коррозионные диаграммы для трех различных металлов М, М, и Мг (см. штрих-пунктирные линии на рис. 99). На коррозию с кислородной деполяризацией может накладываться коррозия за счет выделения водорода, если равновесный потенциал водородного электрода в данном растворе положительнее равновесного потенциала корродирующего металла (ср. прямые J, 2 и 3 на рис. 99). Величина предельного тока определяется растворимостью кислорода и величиной его коэффициента диффузии, но не зависит от природы металла, на котором восстанавливается кислород. В результате этого скорость процесса коррозии с кислородной деполяризацией меньше зависит от степени чистоты металла, чем скорость процесса коррозии с водородной деполяризацией, и изменяется в более широких пределах при изменении условий размешивания раствора и способа подвода кислорода. [c.475]

Таким образом, на процесс коррозии, протекающий с кислородной деполяризацией, накладывается процесс коррозии за счет выделения водорода, если равновесный потенциал водородного электрода в данном растворе положительнее равновесного потенциала корродирующего металла. [c.101]

Определение характера температурной зависимости скорости растворения металлов в средах, где коррозия протекает с выделением водорода, имеет практическое значение, особенно для процессов в присутствии ингибиторов. По влиянию на величину эф. ингибиторы можно разделить на группы, для которых характерны более или менее близкие значения Еэф.. Для процессов, протекающих в присутствии ингибиторов, сходных по строению и механизму действия, значения Еэф. близки. Интересно также отметить, что в присутствии сравнительно большого числа изученных индивидуальных ингибиторов величина эф. остается такой же, как для реакции в кислоте, не содержащей ингибитора. [c.36]

Рассмотрение анодной поляризации имеет большое практическое значение, так как она является наиболее существенным фактором, обусловливающим устойчивость ряда металлов против коррозии. Даже на однородной поверхности могут с большей или меньшей скоростью происходить одновременно анодный процесс растворения металла и катодные процессы выделения водорода или ионизации кислорода. Особенность растворения [c.244]

Потенциалы коррозии в ваннах электроосаждения. Стационарные потенциалы стали и меди (до наложения тока) приведены в табл. 6.2 вместе со значениями стационарных потенциалов этих металлов с покрытиями и потенциалов, ниже которых теоретически возможен процесс выделения водорода. Приведены также потенциалы катодов в процессе электроосаждения при типичных плотностях тока. [c.341]

Обычно коррозионное разрушение металлов начинается с поверхности и может иметь равномерный (сплошной) или местный характер. Часто наблюдаемое явление пассивности металлов заключается в том, что коррозия затрагивает металл лишь с поверхности и не распространяется в глубину. Пассивность может вызываться разными причинами. Иногда в процессе коррозии происходит окисление металла и выделение водорода, пленка которого на поверхности металла изолирует его от дальнейшего соприкосновения с агрессивной средой. Некоторые металлы (например, алюминий) в процессе коррозии быстро покрываются тонкой окисной пленкой, предохраняющей металл от дальнейшей коррозии. [c.119]

Катодными процессами при коррозии металлов чаще всего являются процессы выделения водорода и восстановления кислорода, неоднократно изучавшиеся многими советскими электрохимиками. Особенно существенный вклад в развитие теории коррозии с кислородной деполяризацией был сделан Н. Д. Томашовым. Также весьма интенсивно изучались и процессы анодного растворения металлов. Интересные взгляды на природу анодного процесса при растворении металлов, впервые высказанные Б. В. Эршлером, широко развивались Я. М. Колотыркиным и его сотрудниками. Согласно этим авторам, растворению ионов, существующих в растворе в виде прочных комплексов или сольватов, предшествует образование на аноде соответствующих поверхностных комплексов, которые затем переходят в раствор. [c.158]

Скорость коррозии, идущей с выделением водорода обычно измеряется по количеству выделяемого водорода, и большинство исследователей выражает процесс коррозии соотношением объем водорода v — время t. Вес прокорродировавшего металла можно легко вычислить, исходя из объема выделившегося водорода. Граммэквивалент металла должен выделить 11,2 л водорода (измеренного при 0° и 760 тм давления ртути). [c.359]

В нейтральных растворах с рН = 7 гальванические элементы, составленные из большинства металлов, работают без выделения газообразного водорода, так как потенциал разряда ионов водорода отрицательнее, чем потенциал анода. Только начиная с определенного значения pH, при котором потенциал анода отрицательнее потенциала разряда водородных ионов, процесс коррозии может сопровождаться выделением водорода. Металлы с очень электроотрицательным потенциалом могут выделять водород из нейтральных и даже щелочных растворов. Такое явление, например, наблюдается при растворении магния в растворе хлористого натрия. [c.37]

С увеличением концентрации водородных ионов раствора, т. е. с уменьшением pH, потенциал водородного электрода делается более положительным и катодные процессы деполяризации облегчаются, в особенности контролируемые процессом выделения водорода. Следовательно, при повышении концентрации водородных ионов скорость коррозии в растворах кислот возрастает. Однако это справедливо только для кислот, не являющихся одновременно окислителями, например, при коррозии железа в соляной кислоте. При высоких значениях концентрации окислительных кислот, например НЫОз, наступает пассивность ряда металлов (Ре, А1 и др.). Большое практическое значение имеет влияние pH на растворимость продуктов коррозии и образование защитных пленок. Так, в некоторых кислотах, в которых образуются нерастворимые продукты корро- [c.64]

При коррозии водород может находиться у поверхности металла в ионном, атомарном и молекулярном состояниях. В кислых средах на поверхность металла водород поступает в ионизированном состоянии, где протекает окислительно-восстановительная реакция между ионом водорода и поверхностью металла 2Н+-1--ЬМе— Ме+2-1-2Надс. В щелочных средах коррозия металлов с выделением водорода идет вследствие выделения водорода из молекулы воды НгОЧ-е- Надс + ОН- в нейтральных средах возможны оба процесса. [c.180]

Учитывая разобранную закономерность выделения водорода на катоде, процесс коррозии металлов с выделением водорода можно характеризовать апедующими особенностями. [c.109]

Межкристаллитная коррозия дюралюминия (около 4—5% Си 0,5—1,75% Mg, по 0,5% 81, Мп и Ре, ост. А1), согласно работам А. И. Голубева, связана с разрушением образующегося при распаде твердого раствора (в виде более или менее непрерывной цепочки на границах зерен) интерметаллического соединения СцА12 в тех случаях, когда процесс коррозии сопровождается выделением водорода. В этих случаях на включениях СиА12 и зернах твердого раствора не образуется кроющая пленка продуктов коррозии, которая обычно (при кислородной деполяризации) препятствует коррозии включений СиА1з, а следовательно, и развитию межкристаллитной коррозии. Первоначальными очагами выделения водорода и возникновения межкристаллитной коррозии являются, по данным С. Е. Павлова и С. М. Амбарцумяна, межкристаллитные микропоры на поверхности сплава. Поэтому в качестве одного из наиболее эффективных путей борьбы с межкристаллитной коррозией алюминиевых сплавов, содержащих медь, рекомендуется уплотнение структуры металла. [c.420]

Правильность представления о коррозионном процессе как о совокупности электрохимических сопряженных реакций можно проверить, если определить ток саморастворения из поляризационных характеристик соответствующих реакций и сопоставить его с прямыми определениями с по убыли массы металла (гравиметрический метод изучения коррозии), по скорости выделения водорода (волюмометриче-ский метод), по изменению концентрации ионов металла в растворе или другими методами. Для многих систем получено количественное [c.211]

Многие ингибиторы непосредственно влияют на катодный и анодный процессы. Катодные ингибиторы коррозии повышают перенапряжение выделения водорода в растворах кислот (соли и окислы мышьяка, висмута, желатин, агар-агар, декстрин и многие органические вещества), а в ряде случаев уменьшают наводороживание металла (например, промышленные ингибиторы 4М, ПБ-5идр.). Анодные ингибиторы в основном уменьшают скорость анодного растворения вследствие пассивации поверхности (окислители — кислород, нитриды, хроматы). [c.32]

Кроме основного процесса выделения водорода и процессов коррозии катода, па нем могут протекать и другие побочные процессы восстановления различных компонентов, содержащихся в электролите. Если в электролите содержатся ионы металлов, разряжающихся при потенциале более положительном, чем потенциал выделения водорода, возможно выделение осадка этих металлов на поверхности катода. Это происходит, например, при получении водорода и кислорода электролизод воды. Небольшие количества железа, поступающие в электролизер с водой и попадающие в электролит в результате коррозии стальных деталей электролизера восстанавливаясь, образуют на катоде слой губчатого металлического железа, который и определяет электрохимические характеристики катода электролизеров такого типа. [c.238]

Для определения количества абсорбированного водорода в результате электрохимических процессов (коррозия, катодная поляризация, электроосаждение металлов) используются иногда методы вакуум-иагрева (металл. нагревается значительно ниже температуры его плавления) и вакуум-экстракции (анализируемый металл нагревается до перехода в жидкое состояние). Эти методы детально рассмотрены в специальной литературе [П2, ПЗ]. Однако надо подчеркнуть, что следует с большой осторожностью относиться к результатам, полученным при использовании методов вакуум-нагрева и вакуум-экстракции для анализа образцов, аводороженных при электрохимических процессах выделения водорода на металле. Дело в том (см. раздел 2.10), что в этом случае наводороживание металла происходит очень неравномерно, водород накапливается в больших количествах в относительно тонком приповерхностном слое металла (для мягкой стали толщина этого слоя менее 1 мм [87, 88]). Методы же вакуум-нагрева и вакуум-экстракции позволяют определить лишь валовое, среднее содержание водорода в образце данной массы. Ясно, что полученные этими методами результаты будут в очень сильной степени зависеть от массы образца и величины его поверхности, подвергавшейся катодно1му насыщению водородом. Некоторые экспериментальные результаты, полученные при исследовании влияния толщины стальных плоских образцов одинаковой поверхности на количество поглощенного при пх коррозии водорода [1114], подтверждают справедливость нашего замечания. Эти методы со1вершенно непригодны для получения сравнимых результатов на образцах разной формы, имеющих различное отношение величина поверхности/масса образца. Они могут служить лишь для приблизительной оценки величины наводороживания конкретного образца в данных ус- [c.34]

Катодные ингибиторы — вещества, тормозящие отдельные стадии катодного процесса. При коррозии в нейтральном растворе, протекающей с восстановлением кислорода, такой ингибитор, например сульфит натрия, должен снижать содержание кислорода в агрессивной среде. К катодным ингибиторам относятся и вещества, сокращающие поверхность катодных участков. Так, при введении в щелочную среду хлорида или сульфата цинка скорость коррозии резко снижается из-за образования нерастворимого гидроксида цинка, который, осаждаясь на стенках аппарата, препятствует соприкосновению раствора с металлом. Кроме того, катодные ингибиторы способны повышать перенапряжение водорода [АздОз, В]2(504)з]. Такие ингибиторы применяют в процессах коррозии, идущих с выделением водорода. [c.86]

Скорость катодного выделения водорода возрастает с увеличением температуры и концентрации ионов водорода (снижением pH). На скорость этого процесса заметно 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 может ускоряться за счет этих компонентов в сплаве (рис. 10.6, а, кривая 3). Другие металлы, например, ртуть, свинец, кадмий, цинк не катализируют или слабо катализируют катодное выделение водорода, и катодный процесс на них протекает медленно (рис. 10.6, а, кривая 2). Поэтому присутствие в составе сплава таких компонентов или не меняет скорости коррозии основного метадла, 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. 9.1). Чем ниже перенапряжение водорода, тем большей каталитической активностью к реакции выделения водорода обладает металл и тем выше скорость выделения водорода [c.324]

Коррозия, вызываемая приставшими к поверхности металла иузырьками воздуха. Имеются сообщ,ения о том, что иногда коррозию вызывают пузырьки выделяющегося воздуха, если они прилипают к поверхности металла. На первый взгляд это явление совершенно аналогично коррозии, вызываемой каплей жидкости, лежащей на металле и окруженной воздухом, за исключением того, что теперь явления, которые происходят в самой капле будут происходить вне пузырька. Однако имеется одно важное отличие — кислород пузырька быстро расходуется. Если первоначальный пузырек состоит только из кислорода, то он скоро исчезает, оставляя небольшое количество ржавчины, которой, вероятно, будет недостаточно, чтобы стимулировать дальнейшую коррозию. Если пузырек имеет такой же состав, как и наружный воздух, то он сохранит 79% своего объема и около 89% своего диаметра после того, как исчезнет весь кислород. Оставшийся пузырек азота может (если он находится около умеренно уязвимого места) вызвать дальнейшее коррозионное воздействие или за счет экранирования металла от кислорода, или за счет образования границы раздела, к которой могут прилипнуть продукты коррозии, предотвращая таки.м образом торможение коррозии. Но, вероятно, наиболее сильный эффект пузырька, прилипшего к стенке, через которую передается тепло (например охлаждающая рубашка или конденсатор),, состоит в том, что он препятствует теплопередаче и вызывает таким образом местное повышение температуры, стимулирующее все реакции коррозии, включая и коррозию, идущую с выделением водорода. На это действие горячей стенки особенно указывает Бенедикс а самый процесс коррозии, вызываемый прилипшими пузырьками, обсуждался также Эйзенштекеном з. [c.313]

Коррозия магния в соленой воде. Особенное значение имеет тип коррозии, идущей с выделением водорода, в отношении магния и его сплавов, которые легко вытесняют водород из морской воды. В данном случае способность подвергаться коррозии различных сортов металла и даже различных образцов, отрезанных от одного и того же куска, сильно меняется. Очень важно поэтому при изготовлевии магниевых сплавов избегнуть внесения случайных примесей по этой причине могут иметь большое значение новые процессы очистки магния при помощи сублимации, описанные Эренгюлем и Шодроном и Маху Большинство металлических примесей, которые снова осаждаются в виде металла, имеют тенденцию ускорять коррозию. Более основные элементы, которые осаждаются обратно в виде окисей, могут оказаться безвредными или даже полезными. Крениг и Ко- [c.355]

Однако, если металл недостаточно чист и процесс коррозии ведет к обнажению или к обратному осаждению некоторых благородных нримесей, которые образуют точки, способствующие выделению газообразного водорода, то скорость коррозии будет увеличиваться и, если ход коррозии контролируется только выделением водорода, то возросшая скорость коррозии будет в течение некоторого времени пропорциональна количеству благородного металла на поверхности. Тамман и Нейберт полагают, что количество эффективного благородного металла увеличивается пропорционально времени, так что [c.359]

По С. Е. Павлову и С. М. Амбарцумяну , разрушение СиАЬ имеет место в случаях, когда процесс коррозии сопровождается выделением водорода. В этих случаях на включениях СиАЬ и зернах твердого раствора не образуется кроющая пленка продуктов коррозии, которая обычно (при кислородной деполяризации) препятствует коррозии включений СиАЬ, а следовательно, и развитию межкристаллитной коррозии. Первоначальными очагами выделения водорода и возникновения межкристаллитной коррозии являются межкристаллитные микропоры на поверхности металла. Эта точка зрения в значительной степени дополняет схему, предложенную А. И. Голубевым. [c.156]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология