Preparazione e proprietà chimiche dei metalli. Corrosione. Proprietà chimiche dei metalli Risultati di apprendimento previsti

Corrosione dei metalli(corrosio - corrosione) è una reazione fisica e chimica di metalli e leghe con l'ambiente, a seguito della quale perdono le loro proprietà. La corrosione si basa sulla reazione al confine di fase tra il materiale e l'ambiente: 3Fe+2O2=Fe3O4.

In base alle condizioni in cui si verifica, la corrosione è suddivisa in: 1) contatto; 2) fessura; 3) lungo la linea di galleggiamento; 4) nelle aree splash; 5) in zone a bagnabilità variabile; 6) procedendo attraverso la condensazione di vapori acidi; 7) radiazione; 8) che si verifica durante il trasferimento di calore; 9) formato da correnti vaganti.

Tipi di corrosione:

Corrosione chimica o da gas (metalli e leghe vengono distrutti interagendo con ossigeno, idrogeno e altri gas in assenza di umidità).

Corrosione elettrochimica (il verificarsi del contatto di un metallo o di una lega in una soluzione elettrolitica).

Corrosione chimica. È rappresentato dai processi di ossidazione del metallo e riduzione dell'agente corrosivo (molto spesso ossigeno): 2Me + O2 = 2MeO.

Un ruolo importante è svolto dalla corrosione del gas: corrosione dei metalli ad alte temperature nei gas secchi (prodotti della combustione del carburante, ecc.).

Fattori che influenzano la velocità di corrosione del gas:

1) la natura del metallo (lega);

2) composizione dell'ambiente gassoso;

3) proprietà meccaniche dei prodotti di corrosione risultanti (film di ossido);

4) temperatura.

Corrosione elettrochimica più comune, comprende i processi di ossidazione dei metalli e di riduzione di un agente corrosivo, che avvengono separatamente in un ambiente elettrolitico (soluzioni di sali, acidi, terreno, ecc.).

Il decorso della corrosione elettrochimica è una combinazione di due reazioni coniugate: la reazione anodica (ossidazione) Me = Mez+ + ze- e la reazione catodica (riduzione) D + ze-+ (Dze-), dove D– un depolarizzatore (ossidante) che attacca gli elettroni di un metallo (ossigeno, ioni idrogeno e alcuni metalli).

Processo di ruggine del ferro: 2Fe + 2H2O + O2 = 2Fe2++ 4OH-.

Negli acciai al carbonio compaiono spesso elementi galvanici catodo-anodo. Ciò si verifica a causa della differenziazione delle superfici di acciaio in aree con diversi potenziali elettronici.

La corrosione elettrochimica, a seconda dell’ambiente corrosivo, si divide in:

1) atmosferico; 2) suolo; 3) microbiologico; 4) liquido.

L'intensità della corrosione dipende dalla composizione chimica del metallo (le sue leghe), dal contenuto di impurità e dall'agente ossidante stesso, dalla sua concentrazione e dall'umidità dell'aria.

50. Protezione dei metalli dalla corrosione

La protezione dei metalli e delle leghe dalla corrosione in ambienti aggressivi si basa su:

1) aumentare la resistenza alla corrosione del materiale stesso; 2) ridurre l'aggressività dell'ambiente; 3) impedire il contatto del materiale con l'ambiente mediante un rivestimento isolante; 4) regolazione del potenziale dell'elettrodo del prodotto protetto in un dato ambiente.

Esistono metodi utilizzati per la protezione dalla corrosione galvanica:

1) utilizzo di leghe chimicamente resistenti; 2) protezione della superficie di un metallo o di una lega mediante rivestimento; 3) ridurre l'attività dell'ambiente corrosivo; 4) metodi elettrochimici.

Le leghe più resistenti chimicamente sono gli acciai inossidabili (13% cromo) e gli acciai resistenti agli acidi (18% cromo, 8-10% nichel).

Per rivestire i metalli vengono utilizzati vari tipi di rivestimenti: rivestimenti metallici, non metallici, formati durante il trattamento elettrochimico e chimico della superficie dei metalli. Rivestimenti metallici– cromo, nichel, zinco, cadmio, alluminio, stagno, ecc. Vengono applicati utilizzando metodi di galvanica.

Rivestimenti non metallici– vernici, pitture, smalti, resine fenolo-formaldeide, ecc.

Rivestimenti derivanti dalla lavorazione dei metalli, – pellicole di ossido o sale (ossidazione dell'alluminio).

Il metodo per ridurre l'aggressività dell'ambiente è più efficace per i prodotti utilizzati in piccole quantità di liquido. I mezzi aggressivi più comuni sono acqua, soluzioni acquose di alcali e acidi, suolo e atmosfera. L'aggressività degli ambienti acquatici dipende dalla concentrazione di ossigeno disciolto e anidride carbonica. Fisicamente, l'ossigeno e l'anidride carbonica possono essere rimossi riscaldando l'acqua a pressione ridotta, chimicamente facendola passare attraverso uno strato di acciaio o limatura di ferro o trattandola con un agente riducente. Anche l'aggressività degli ambienti acquosi viene rimossa utilizzando inibitori di corrosione. Inibitori anodici– idrossido, carbonato, fosfati, nitrito e benzoato di sodio. Inibitori del catodo– solfati di zinco, bicarbonato di sodio.

L'effetto migliore si ottiene in combinazione con inibitori catodici. Gli inibitori organici vengono utilizzati in ambienti acidi. Esistono inibitori-passivatori: trasferiscono il metallo in uno stato passivo (ossidanti di tipo perossido, composti di metalli nobili).

L'aggressività dell'atmosfera dipende dalla sua umidità e dalla zona (industriale, rurale, ecc.). L'influenza dell'atmosfera dipende dall'igroscopicità dei prodotti della corrosione dei metalli e dalle particelle di polvere sulla superficie. L'igroscopicità dei prodotti della corrosione dell'acciaio viene ridotta legando con rame in piccole quantità. L'aggressività corrosiva del suolo è determinata dal contenuto di O2, dall'umidità, dalla conduttività elettrica e dal pH.

Per corrosione si intende solitamente la distruzione spontanea dei metalli a seguito della loro interazione chimica ed elettrochimica con l'ambiente esterno e la loro trasformazione in composti stabili (ossidi, idrossidi, sali).

A rigor di termini, la corrosione è un insieme di processi redox che si verificano quando i metalli entrano in contatto con un ambiente aggressivo, che porta alla distruzione dei prodotti metallici. Per ambiente aggressivo si intende un’atmosfera ossido (la presenza di ossigeno nell’atmosfera terrestre la rende ossido), soprattutto in presenza di acqua o soluzioni elettrolitiche.

In base al meccanismo del processo si distingue tra corrosione chimica ed elettrochimica dei metalli. La corrosione chimica è una reazione chimica comune tra atomi di metallo e vari agenti ossidanti. Esempi di corrosione chimica sono l'ossidazione ad alta temperatura dei metalli con l'ossigeno, l'ossidazione della superficie dell'alluminio nell'aria, l'interazione dei metalli con cloro, zolfo, idrogeno solforato H2S, ecc.

La corrosione elettrochimica si verifica nelle soluzioni, cioè principalmente quando i metalli entrano in contatto con soluzioni elettrolitiche, soprattutto nei casi in cui i metalli sono in contatto con metalli meno attivi. La velocità di corrosione dipende in modo significativo dall'attività dei metalli, nonché dalla concentrazione e dalla natura delle impurità presenti nell'acqua. Nell'acqua pura, i metalli quasi non si corrodono e, a contatto con metalli più attivi, anche nelle soluzioni elettrolitiche, non si corrodono.

Causa della corrosione dei metalli

Molti metalli, tra cui il Ferro, si trovano nella crosta terrestre sotto forma di ossidi. Il passaggio dal metallo all'ossido è un processo energeticamente favorevole, in altre parole gli ossidi sono composti più stabili dei metalli. Per invertire il processo ed estrarre il metallo dal minerale, è necessario spendere molta energia, quindi il ferro tende a trasformarsi di nuovo in ossido - come si suol dire, il ferro arrugginisce. Ruggine è il termine per corrosione, che è il processo di ossidazione dei metalli sotto l'influenza dell'ambiente.

Il ciclo dei metalli in natura può essere rappresentato utilizzando il seguente diagramma:

I prodotti metallici arrugginiscono perché l'acciaio con cui sono realizzati reagisce con l'ossigeno e l'acqua contenuti nell'atmosfera. Durante la corrosione del ferro o dell'acciaio si formano forme idrate di ossido di ferum (III) di varie composizioni(Fe2O3∙ xH2O). L'ossido è permeabile all'aria e all'acqua e non forma uno strato protettivo sulla superficie del metallo. Pertanto, la corrosione del metallo continua sotto lo strato di ruggine che si è formato.

Quando i metalli entrano in contatto con l’aria umida, sono sempre soggetti a corrosione, ma molti fattori influenzano il tasso di ruggine. Tra questi ci sono i seguenti: la presenza di impurità nel metallo; la presenza di acidi o altri elettroliti in soluzioni che entrano in contatto con la superficie del ferro; ossigeno contenuto in queste soluzioni.

Il meccanismo di corrosione elettrochimica di una superficie metallica

Nella maggior parte dei casi, la corrosione è un processo elettrochimico. Sulla superficie del metallo si formano celle elettrochimiche, in cui diverse zone agiscono come zone di ossidazione e zone di riduzione.

Di seguito sono riportate due reazioni del processo di ruggine redox:

L’equazione complessiva per la reazione di corrosione del ferro può essere scritta come segue:

Schematicamente i processi che avvengono sulla superficie del ferro o dell'acciaio a contatto con l'acqua possono essere rappresentati come segue:

La concentrazione di ossigeno disciolto in una goccia d'acqua determina quali aree della superficie metallica sono il sito di riduzione e quali sono il sito di ossidazione.

Ai bordi della goccia, dove la concentrazione di ossigeno disciolto è maggiore, l'ossigeno viene ridotto in ioni idrossido.

Gli elettroni necessari per ridurre l'ossigeno si muovono dal centro della goccia, dove vengono rilasciati durante l'ossidazione del Ferro e dove la concentrazione di ossigeno disciolto è bassa. Gli ioni ferro entrano in soluzione. Gli elettroni rilasciati si muovono lungo la superficie metallica fino ai bordi della goccia.

Quanto sopra spiega perché la corrosione è più grave al centro di una goccia d'acqua o sotto uno strato di vernice: queste sono aree in cui l'apporto di ossigeno è limitato. Qui si formano i cosiddetti “gusci”, nei quali il Ferro va in soluzione.

La ruggine in quanto tale si forma come risultato di una sequenza di processi secondari in una soluzione in cui gli ioni ferro e gli ioni idrossido si diffondono dalla superficie metallica. Sulla superficie non si forma alcuno strato protettivo.

L'attività della reazione di riduzione dell'ossigeno dipende dall'acidità dell'ambiente, quindi la corrosione accelera in un ambiente acido. Eventuali impurità saline, come il cloruro di sodio negli spruzzi di acqua di mare, contribuiscono alla formazione di ruggine perché aumentano la conduttività elettrica dell'acqua.

Il problema della corrosione potrebbe non essere mai risolto completamente e il meglio che si può sperare è rallentarlo, non fermarlo.

Metodi di protezione dalla corrosione

Oggi esistono diversi modi per prevenire la corrosione.

Separazione del metallo da un ambiente aggressivo: verniciatura, lubrificazione con oli, rivestimento con metalli inattivi o smalto (I), Messa in contatto della superficie dei metalli con metalli più attivi (II). Utilizzo di inibitori di corrosione (inibitori di corrosione) e leghe resistenti alla corrosione (III).

I. Il modo più semplice per proteggere l'acciaio dalla corrosione è isolare il metallo dall'aria atmosferica. Questo può essere fatto utilizzando olio, grasso o applicando uno strato protettivo di vernice.

I rivestimenti protettivi realizzati con polimeri organici sono ormai ampiamente utilizzati. Il rivestimento può essere realizzato in diversi colori e rappresenta una soluzione abbastanza flessibile al problema della corrosione. Anche un rapido sguardo alle cose che ci circondano nella vita di tutti i giorni fornisce molti esempi di tale soluzione: un frigorifero, una lavastoviglie, un vassoio, una bicicletta, ecc.

II. A volte il ferro è rivestito con un sottile strato di un altro metallo. Alcuni produttori realizzano carrozzerie in acciaio zincato e zincato. Con questo trattamento si forma uno strato di ossido di zinco saldamente aderente alla base e, se il rivestimento galvanico non viene danneggiato, protegge bene dal serviceberry.

Anche se tale rivestimento presenta dei difetti, il corpo in acciaio della macchina è comunque protetto dalla rapida distruzione perché in questo sistema si corrode preferibilmente lo zinco piuttosto che il ferro, poiché lo zinco è un metallo più reattivo del ferro. In questo caso, lo zinco viene sacrificato. Una delle prime proposte per l'uso di metalli sacrificali ("sacrificali") fu fatta nel 1824 per proteggere dalla corrosione la placcatura metallica degli scafi delle barche marittime.

Oggi i blocchi di zinco vengono utilizzati per proteggere le piattaforme petrolifere offshore dalla corrosione: la corrosione provocata da strutture in acciaio costose e complesse viene trasferita su pezzi di metallo facilmente sostituibili. Qual è il principio di tale protezione? Lo illustriamo utilizzando un diagramma.

A determinati intervalli lungo l'intero supporto che si trova nel mare sono attaccati blocchi di zinco. Poiché lo zinco è più attivo del ferro (situato a sinistra nella serie della tensione elettrochimica), lo zinco è prevalentemente ossidato e la superficie del ferro rimane prevalentemente intatta. In linea di principio, qualsiasi metallo situato a sinistra del ferro nella serie di tensione elettrochimica può essere utilizzato per proteggere i prodotti in acciaio.

Un principio simile viene utilizzato per proteggere le strutture in cemento armato degli edifici residenziali, in cui tutti i tondini di ferro sono collegati tra loro e collegati ad un pezzo di magnesio sepolto nel terreno.

III. Una soluzione molto comune al problema della protezione dalla corrosione è l'uso di leghe resistenti alla corrosione. Molti prodotti in acciaio utilizzati nella vita di tutti i giorni, soprattutto quelli che sono in costante contatto con l'acqua: utensili da cucina, cucchiai, forchette, coltelli, vasca della lavatrice, ecc. - realizzato in acciaio inossidabile, che non necessita di protezione aggiuntiva.

L'acciaio duro fu inventato nel 1913 dal chimico di Sheffield Harry Brearley. Investigò sulla rapida usura della rigatura delle canne delle armi e decise di provare l'acciaio ad alto contenuto di cromo per vedere se fosse possibile prolungare la vita dell'arma in questo modo.

Tipicamente, quando si analizzava l'acciaio, il campione veniva sciolto in acido. Brearley, conducendo tale analisi, incontrò difficoltà inaspettate. Il suo acciaio, con il suo alto contenuto di cromo, non si dissolveva. Notò anche che i campioni lasciati in laboratorio conservavano la loro lucentezza originale. Brearley si rese subito conto di aver inventato un acciaio resistente alla corrosione.

L'invenzione di Harry Briarley ha incontrato alcuni pregiudizi. Uno dei principali produttori di utensili in metallo di Sheffield pensava che l'idea di Briarley fosse "contro natura" e un altro affermava che "la resistenza alla corrosione non è un grande vantaggio nei coltelli che richiedono pulizia dopo ogni utilizzo". Oggi diamo per scontato che le pentole mantengano la loro lucentezza e non vengano intaccate dagli acidi contenuti negli alimenti.

Inossidabile l'acciaio non si corrode perché sulla sua superficie si forma una pellicola di ossido di cromo (III). A differenza della ruggine, questo ossido non viene intaccato dall'acqua e aderisce saldamente alla superficie metallica. Con uno spessore di soli pochi nanometri, la pellicola di ossido è invisibile a occhio nudo e non nasconde la naturale lucentezza del metallo. Allo stesso tempo è impenetrabile all'aria e all'acqua e protegge il metallo. Inoltre, se raschi via la pellicola superficiale, si riprenderà rapidamente.

Purtroppo l’acciaio inossidabile è costoso e dobbiamo tenerne conto quando scegliamo quale acciaio utilizzare. Nella tecnologia moderna, l'acciaio altamente resistente viene spesso utilizzato con la seguente composizione: 74% ferro, 18% cromo, 8% nichel.

Poiché l'uso dell'acciaio inossidabile non è sempre economicamente giustificato, così come l'uso di strati protettivi di lubrificanti e vernici, oggi molto spesso si utilizza un sottile strato di zinco (ferro zincato) o stagno (ferro stagnato) per rivestire i prodotti in ferro. Quest'ultimo è molto spesso utilizzato nella produzione di cibo in scatola.

Il metodo per proteggere il cibo in scatola rivestendo la superficie metallica interna con stagno è stato proposto dall'inglese Peter Durand. Con tale protezione, il cibo in scatola rimane commestibile per lungo tempo. Sfortunatamente, l’industria degli alimenti in scatola e delle bevande non è priva di sfide. Prodotti diversi creano ambienti diversi all'interno della lattina, che hanno effetti diversi sul metallo e possono causare corrosione.

All'inizio del XX secolo iniziò a essere prodotta la birra in lattina. Tuttavia il nuovo prodotto non ebbe un successo immediato, e la ragione di ciò era che le banche venivano distrutte dall’interno. Il sottile strato di stagno che veniva utilizzato per ricoprire i vasi molto raramente risultava solido. Molto spesso aveva piccoli difetti. In una soluzione acquosa, il ferro si ossida più velocemente dello stagno (a causa della sua maggiore attività). Ioni di ferro Fe2+ disciolto nella birra (che in genere è un buon rimedio contro l'anemia) e conferiva alla bevanda un sapore metallico, oltre a ridurne la trasparenza. Ciò ha ridotto la popolarità della birra in lattina. Tuttavia, i produttori sono riusciti a superare questo problema dopo aver iniziato a rivestire l'interno delle lattine con una speciale vernice organica inerte.

La frutta in scatola contiene acidi organici, come l'acido citrico. In soluzione, questi acidi promuovono il legame degli ioni di stagno Sn 2+ e quindi aumentare la velocità di dissoluzione del rivestimento di stagno, quindi nella frutta in scatola (pesche, ecc.) lo stagno si corrode principalmente. Gli ioni di stagno che entrano negli alimenti in questo modo non sono tossici. Non modificano in modo significativo il gusto della frutta in scatola, tranne che conferiscono loro un retrogusto isolano. Tuttavia, se un barattolo di questo tipo viene conservato per troppo tempo, potrebbero sorgere problemi. Il sottile strato di stagno ossidato col tempo collasserà sotto l'influenza degli acidi organici e inizierà a corrodere lo strato di ferro abbastanza rapidamente.

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Ci sono 9 presentazioni in totale

I materiali metallici sotto l'influenza chimica o elettrochimica dell'ambiente sono soggetti a distruzione, chiamata corrosione. Corrosione dei metalli si verifica, per cui i metalli passano nella forma ossidata e perdono le loro proprietà, rendendo i materiali metallici inutilizzabili.

Ci sono 3 caratteristiche che lo caratterizzano corrosione:

• Corrosione- Da un punto di vista chimico, questo è un processo redox.
• Corrosioneè un processo spontaneo che avviene a causa dell'instabilità del sistema termodinamico metallo - componenti ambientali.
• Corrosioneè un processo che si sviluppa principalmente sulla superficie del metallo. Tuttavia è possibile che la corrosione possa penetrare in profondità nel metallo.

Tipi di corrosione dei metalli

I più comuni sono i seguenti tipi di corrosione dei metalli:

1. Uniforme: copre l'intera superficie in modo uniforme
2. Irregolare
3. Elettorale
4. Macchie locali: singole aree della superficie sono corrose
5. Ulceroso (o vaiolatura)
6. Macchiare
7. Intercristallino: si diffonde lungo i confini di un cristallo metallico
8. Cracking
9. Sottosuperficie

Dal punto di vista del meccanismo del processo di corrosione si possono distinguere due tipi principali di corrosione: chimico ed elettrochimico.

Corrosione chimica dei metalli

Corrosione chimica dei metalli - questo è il risultato del verificarsi di tali reazioni chimiche in cui, dopo la distruzione del legame metallico, si formano atomi di metallo e atomi che fanno parte degli agenti ossidanti. In questo caso non si verifica alcuna corrente elettrica tra le singole sezioni della superficie metallica. Questo tipo di corrosione è inerente ai mezzi che non sono in grado di condurre corrente elettrica: si tratta di gas e liquidi non elettroliti.

La corrosione chimica dei metalli può essere gassosa o liquida.

Corrosione da gas dei metalli – è il risultato dell’azione di ambienti aggressivi di gas o vapore sul metallo ad alte temperature, in assenza di condensa di umidità sulla superficie metallica. Questi sono, ad esempio, ossigeno, anidride solforosa, idrogeno solforato, vapore acqueo, alogeni. Tale corrosione in alcuni casi può portare alla completa distruzione del metallo (se il metallo è attivo) e in altri casi può formarsi una pellicola protettiva sulla sua superficie (ad esempio alluminio, cromo, zirconio).

Corrosione liquida dei metalli – può verificarsi in materiali non elettrolitici come olio, oli lubrificanti, cherosene, ecc. Questo tipo di corrosione, in presenza anche di una piccola quantità di umidità, può facilmente acquisire natura elettrochimica.

Per corrosione chimica la velocità di distruzione del metallo è proporzionale alla velocità con cui l'agente ossidante penetra nel film di ossido metallico che ne ricopre la superficie. Le pellicole di ossido metallico possono o meno presentare proprietà protettive, che sono determinate dalla continuità.

Continuità si stima che un film del genere sia Fattore Pilling-Badwords: (α = V ok /V Me) in relazione al volume dell'ossido formato o di qualsiasi altro composto al volume di metallo speso per la formazione di questo ossido

α = V ok /V Ме = М ok ·ρ Ме /(n·A Me ·ρ ok),

dove V ok è il volume dell'ossido formato

V Me è il volume di metallo consumato per formare l'ossido

M ok – massa molare dell'ossido formato

ρ Me – densità del metallo

n – numero di atomi di metallo

A Me è la massa atomica del metallo

ρ ok - densità dell'ossido formato

Film di ossido, che α < 1 , non sono continui e attraverso di essi l'ossigeno penetra facilmente nella superficie metallica. Tali film non proteggono il metallo dalla corrosione. Si formano dall'ossidazione dei metalli alcalini e alcalino terrosi (eccetto il berillio) con l'ossigeno.

Film di ossido, che 1 < α < 2,5 sono solidi e sono in grado di proteggere il metallo dalla corrosione.

Con valori α > 2,5 la condizione di continuità non è più soddisfatta, per cui tali pellicole non proteggono il metallo dalla distruzione.

Di seguito i valori α per alcuni ossidi metallici

Corrosione elettrochimica dei metalli

Corrosione elettrochimica dei metalliè il processo di distruzione dei metalli in vari ambienti, che è accompagnato dalla comparsa di corrente elettrica all'interno del sistema.

Con questo tipo di corrosione un atomo viene rimosso dal reticolo cristallino a seguito di due processi accoppiati:

• Anodo – il metallo sotto forma di ioni entra in soluzione.
• catodico – gli elettroni formati durante il processo anodico vengono legati da un depolarizzatore (la sostanza è un agente ossidante).

Il processo di rimozione degli elettroni dai siti catodici è chiamato depolarizzazione e vengono chiamate le sostanze che promuovono la rimozione depolarizzatori.

Il più diffuso corrosione dei metalli con depolarizzazione di idrogeno e ossigeno.

Depolarizzazione dell'idrogeno effettuato al catodo durante la corrosione elettrochimica in un ambiente acido

2H + +2e - = H2 scarica di ioni idrogeno

2H3O + +2e - = H2 + 2H2O

Depolarizzazione dell'ossigeno effettuato al catodo durante la corrosione elettrochimica in un ambiente neutro

O2 + 4H + +4e - = H2O riduzione dell’ossigeno disciolto

O2 + 2H2 O + 4e - = 4OH -

Tutti i metalli, nella loro relazione con corrosione elettrochimica, possono essere divisi in 4 gruppi, determinati dai loro valori:

1. Metalli attivi (elevata instabilità termodinamica) - questi sono tutti i metalli che rientrano nell'intervallo dei metalli alcalini - cadmio (E 0 = -0,4 V). La loro corrosione è possibile anche in ambienti acquosi neutri in cui non è presente ossigeno o altri agenti ossidanti.
2. Metalli ad attività intermedia (instabilità termodinamica) - situato tra cadmio e idrogeno (E 0 = 0,0 V). In ambienti neutri, in assenza di ossigeno, non si corrodono, ma sono soggetti a corrosione in ambienti acidi.
3. Metalli poco attivi (stabilità termodinamica intermedia) - sono tra idrogeno e rodio (E 0 = +0,8 V). Sono resistenti alla corrosione in ambienti neutri e acidi in cui non è presente ossigeno o altri agenti ossidanti.
4. Metalli nobili (elevata stabilità termodinamica) – oro, platino, iridio, palladio. Possono essere soggetti a corrosione solo in ambienti acidi in presenza di forti agenti ossidanti.

Corrosione elettrochimica può verificarsi in vari ambienti. A seconda della natura dell'ambiente, si distinguono i seguenti tipi di corrosione elettrochimica:

• Corrosione nelle soluzioni elettrolitiche- in soluzioni di acidi, basi, sali, in acqua naturale.
• Corrosione atmosferica– in condizioni atmosferiche e in qualsiasi ambiente con gas umido. Questo è il tipo più comune di corrosione.

Ad esempio, quando il ferro interagisce con i componenti ambientali, alcune delle sue sezioni fungono da anodo, dove avviene l'ossidazione del ferro, e altre fungono da catodo, dove avviene la riduzione dell'ossigeno:

A: Fe – 2e – = Fe 2+

K: O2 + 4H + + 4e - = 2H2O

Il catodo è la superficie dove il flusso di ossigeno è maggiore.

• Corrosione del suolo– a seconda della composizione del terreno, nonché della sua aerazione, la corrosione può avvenire più o meno intensamente. I terreni acidi sono i più aggressivi, mentre i terreni sabbiosi sono i meno aggressivi.
• Corrosione da aerazione— si verifica quando vi è un accesso irregolare dell'aria a diverse parti del materiale.
• Corrosione marina– si verifica nell’acqua di mare a causa della presenza in essa di sali disciolti, gas e sostanze organiche .
• Biocorrosione– si verifica a seguito dell'attività di batteri e altri organismi che producono gas come CO 2, H 2 S, ecc., che contribuiscono alla corrosione dei metalli.
• Elettrocorrosione– si verifica sotto l'influenza di correnti vaganti nelle strutture sotterranee, a seguito del funzionamento di ferrovie elettriche, linee tranviarie e altre unità.

Metodi di protezione contro la corrosione dei metalli

Il metodo principale per proteggere il metallo dalla corrosione è realizzazione di rivestimenti protettivi– metallici, non metallici o chimici.

Rivestimenti metallici.

Rivestimento in metallo viene applicato sul metallo che necessita di essere protetto dalla corrosione con uno strato di un altro metallo resistente alla corrosione nelle stesse condizioni. Se il rivestimento metallico è in metallo con potenziale più negativo ( più attivo ) di quello protetto, si chiama rivestimento anodico. Se il rivestimento metallico è in metallo con potenziale più positivo(meno attivo) di quello protetto, allora si chiama rivestimento del catodo.

Ad esempio, quando si applica uno strato di zinco sul ferro, se l'integrità del rivestimento viene compromessa, lo zinco funge da anodo e verrà distrutto, mentre il ferro viene protetto fino all'esaurimento dello zinco. Il rivestimento in zinco è in questo caso anodico.

Catodo il rivestimento di protezione del ferro può essere, ad esempio, di rame o nichel. Se l'integrità di tale rivestimento viene violata, il metallo protetto viene distrutto.

Rivestimenti non metallici.

Tali rivestimenti possono essere inorganici (malta cementizia, massa vetrosa) e organici (composti ad alto peso molecolare, vernici, pitture, bitumi).

Rivestimenti chimici.

In questo caso il metallo protetto viene sottoposto a trattamento chimico al fine di formare sulla superficie una pellicola resistente alla corrosione del suo composto. Questi includono:

ossidazione – ottenimento di film di ossidi stabili (Al 2 O 3, ZnO, ecc.);

fosfatazione – ottenimento di un film protettivo di fosfati (Fe 3 (PO 4) 2, Mn 3 (PO 4) 2);

nitrurazione – la superficie del metallo (acciaio) è satura di azoto;

azzurramento – la superficie metallica interagisce con le sostanze organiche;

cementazione – ottenendo sulla superficie del metallo la sua connessione con il carbonio.

Modifica della composizione del metallo tecnico contribuisce inoltre ad aumentare la resistenza del metallo alla corrosione. In questo caso, nel metallo vengono introdotti composti che ne aumentano la resistenza alla corrosione.

Cambiamenti nella composizione dell'ambiente corrosivo(introduzione di inibitori di corrosione o rimozione di impurità dall'ambiente) è anche un mezzo per proteggere il metallo dalla corrosione.

Protezione elettrochimica si basa sul collegamento della struttura protetta al catodo di una fonte esterna di corrente continua, per cui diventa il catodo. L'anodo è un rottame metallico che, una volta distrutto, protegge la struttura dalla corrosione.

Protezione del battistrada – uno dei tipi di protezione elettrochimica – è il seguente.

Piastre di un metallo più attivo, chiamate protettore. Il protettore, un metallo con un potenziale più negativo, è l'anodo e la struttura protetta è il catodo. Il collegamento del protettore e della struttura protetta con un conduttore di corrente porta alla distruzione del protettore.