Коррозия цинка и кадмия

Стандартный электродный потенциал цинка j⁰_Zn²⁺_/Zn = -0,76 B и кадмия j⁰_Cd²⁺_/Cd = -0,4 B. В 3 %-ном растворе NaCl стационарные потенциалы Zn и Cd соответственно равны: j_Zn = -0,83 и j_Cd = -0,52 В. Поэтому Zn и Cd могут корродировать и с водородной, и с кислородной деполяризацией.

В кислых средах цинк и кадмий корродируют с водородной деполяризацией. Примеси с низким перенапряжением водорода, например, Fe, Cu и др. ускоряют коррозию цинка в растворе кислоты. Цинк высокой чистоты в неокислительных кислотах корродирует медленно.

В нейтральных растворах и под тонкой плёнкой влаги (атмосферная коррозия) цинк и кадмий корродируют с кислородной деполяризацией. При этом на поверхности металлов образуются защитные плёнки гидроксида Zn и Cd. Следует иметь в виду, что гидроксид цинка обладает амфотерными свойствами и растворяется в кислых и щелочных растворах, а для гидроксида кадмия характерны только основные свойства. Поэтому при повышении рН скорость коррозии Zn сначала понижается, а затем повышается. В щелочных растворах Zn корродирует с водородной деполяризацией

анодный процесс: Mg(OH)₂ + 2NH₄⁺ = Mg²⁺ + 2NH₄OH;

катодный процесс: 2H₂O + 2e = H₂ + 2OH^-;

....................................................................................

суммарная реакция: Zn + 2OH^- + 2H₂O = [Zn(OH)₄]^2- + H₂.

В отличие от цинка скорость коррозии кадмия с увеличением рН понижается.

На скорость коррозии Zn в нейтральной среде большое влияние оказывает температура. При повышении её до 50 ⁰С скорость коррозии в дистиллированной воде мало изменяется. Дальнейшее повышение температуры приводит к увеличению скорости коррозии и она достигает максимального значения около 70 ⁰С, а затем понижается. Это связано с тем, что при температурах до 50 ⁰С и выше 95 ⁰С на Zn образуется плёнка с высокими защитными свойствами, а в интервале температур 50 ─ 95 ⁰С плёнка продуктов коррозии зернистая с низкими защитными свойствами.

Электродный потенциал Zn при повышенных температурах становится более положительным, чем у железа. Поэтому в паре Fe ─ Zn при этих условиях цинк является катодом и коррозия Fe усиливается.

На скорость коррозии Zn и Cd в атмосферных условиях большое влияние оказывают относительная влажность, время воздействия плёнки, влаги на металл и состав атмосферы. Скорость коррозии Zn, в зависимости от атмосферной среды (сельская или городская) изменяется от 2 до 11 мм/год.

В атмосфере, загрязненной оксидом серы (IV), а также в раст-ворах, содержащих хлориды, коррозия Zn значительно усиливается. В условиях повышенной относительной влажности и температуры (тропические условия) Zn сильно корродирует из-за образования на его поверхности рыхлых продуктов коррозии. Кадмий в тропических условиях и в растворах, содержащих хлориды довольно устойчив.

Для повышения коррозионной стойкости Zn и Cd наиболее широко применяют хроматирование.