Термодинамика электрохимической коррозии

Поверхность реального металла (сплава) всегда электрохимически гетерогенна, то есть имеет участки, различающиеся по величине электрохимического потенциала. На величину электро-химического потенциала влияют структура сплава (тип кристалли-ческой решетки, несовершенство кристаллов), инородные атомы (примеси) в сплаве. Поэтому при помещении металла в электро-проводную среду на его поверхности начинают работать микро-электрохимические элементы.

Электрохимическая коррозия металлов является результатом двух проходящих одновременно процессов:

- анодного процесса ионизации металла и

- катодного процесса восстановления окислительного компо-нента коррозионной среды.

При анодном процессе, в водном растворе, происходит обра-зование гидратированных ионов металла в электролите и некомпен-сированных электронов

М + mH₂O ® M^Z+ × mH₂O + ze

Освободившиеся при анодной реакции электроны перетекают от анодных участков к катодным, где они присоединяются какими-либо ионами или молекулами (деполяризаторами), способными к восста-новлению на катодных участках по реакции

D + ze ® [ D ze ]

(деполяризатор)

Наиболее часто деполяризаторами катодного процесса являются ионы водорода (в кислых средах) и молекулы растворенного в электролите кислорода (в нейтральных, щелочных средах и атмосферных условиях).

Катодный процесс, протекающий с участием ионов водорода (с выделением водорода), носит название катодного процесса с водородной деполяризацией и записывается в наиболее простом виде уравнением

2Н⁺ + 2е ® Н₂

Коррозия с выделением водорода возможна, если потенциал водородного электрода положительнее потенциала металла.

Катодный процесс, протекающий с участием молекул кислорода (с поглощением кислорода) называется катодным процессом с кислородной деполяризацией и записывается уравнением

О₂ + 2Н₂О + 4е ® 4ОН^-.

Коррозия с поглощением кислорода возможна, если потенциал кислородного электрода положительнее потенциала металла.

Если растворение металлов в электролитах по химическому ме-ханизму происходит на одном и том же участке поверхности в одну стадию и не зависит от потенциала металла, то растворение металлов по электрохимическому механизму протекает в виде двух совместных процессов, скорости которых зависят от величины электродного потенциала металла.