3.potential de coroziune

5/12/2018 3.Potential de Coroziune - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/3potential-de-coroziune 1/3

DETERMINAREA POTENTIALULUI DE COROZIUNE

Principiul lucrarii . Se defineste drept electrod sistemul electroneutru metal /solutie deelectrolit. Electrozii pot fi reversibili si ireversibili. Electrozii reversibili sunt caracterizati dereactii de echilibru la interfata metal /solutie de electrolit. Cind solutia reprezinta un mediucoroziv reactiile la interfata metal /solutie de electrolit sunt ireversibile.Ca urmare adesfasurarii simultane a proceselor de ionizare a metalului (procese anodice) si si depolarizarii,

reducerii agentilor corozivi din solutia de electrolit (procese catodice) pe aceiasi suprafatametalica, la interfata metal/mediu coroziv apare, spontan, o diferenta de potential numitapotential de coroziune.Procesul global al coroziunii cu depolarizare de hidrogen se obtine prin insumarea algebrica areactiilor de ionizare a metalului (oxidare) si a reactiei de depolarizare (reducere) a ionilor saumoleculelor din mediul coroziv.

Reactiile chimice in coroziunea cu depolarizare de hidrogen sunt:In medii acide: M→M+z +ze- Reactie de ionizare a metulului (oxidare), Fe→Fe+2 + 2e-

si zH++ze- →z/2 H2 Reactie de depolarizare (reducere), 2H+ + 2e-→H2

Reactie globala: M+ zH+ →M+z + z/2 H2 , Fe + 2H+→Fe+2 + H2

In medii neutre si alcaline: M→M+z +ze- Reactie de oxidare, Fe→ Fe+2 + 2e-

zH2O+ze →zOH- + z/2 H2 Reactie de depolarizare (reducere), 2H2O+2e- →2OH- + H2

Reactie globala: M + zH2O→M+z + zOH- + z/2 H2, Fe + 2H2O →Fe+2 + 2OH- + H2

Coroziune cu depolarizare de oxigen:In medii acide: M→M+z +ze- Reactie de oxidare, Fe→Fe+2 + 2e-

zH++z/4 O2 +ze- →z/2H2O Reactie de depolarizare, 2H++1/2 O2 +2e- →H2OReactie globala: M+ zH++z/4 O2 →M+z +z/2H2O, Fe+ 2H++1/2 O2 →Fe+2 +2H2O

In medii neutre si alcaline: M→M+z +ze- Reactie de oxidare, Fe→Fe+2 + 2e-

z/2 H2O +z/4O2+ze→zOH- Reactie de depolarizare (reducere), H2O +1/2O2+2e-→2OH-

Reactie globala: M+z/2 H2O +z/4O2 →M(OH)z , Fe+ H2O +1/2O2 →Fe(OH)2

Supratensiunea se defineste matematic astfel: 0=−=

iiε ε η (1)

unde εi este potentialul electrodului metalic strabatut de un curent electric (curent dedescarcare, curent de electroliza , curent de coroziune), iar εi=o reprezinta potentialul decoroziune in circuit deschis, i=0.

In cazul coroziunii electrochimice εi=εcor si εi=o =εo1 sau εi=o =εo

2

Intre potentialele de electrod (de echilibru) si potentialul de coroziune la care sedesfasoara simultan procesul anodic sau catodic al metalului, exista relatiile:

η ε εa cor o

= −1

(2)

η ε εc cor o

= −2

(3)

in care: η a - supratensiunea anodica (ηa>0), iar ηc - supratensiunea catodice (ηc<0)

Potentialul de coroziune si supratensiunea depind de natura chimica si starea suprafeteimetalului, de natura chimica si pH-ul mediului coroziv.

Scopul lucrarii . Se va determina potentialul de coroziune si se vor calculasupratensiunea anodica si catodica pentru Fe, Zn, Al supuse coroziunii in mediu acid (solutieH2SO4), in mediu bazic (solutie NaOH) si in mediu neutru (solutie NaCl).

In mediu acid are loc coroziunea cu depolarizare de hidrogen, iar in mediul neutru sialcalin - coroziunea cu depolarizare de oxigen.

Aparatura si substante: cuve cu solutii de acid sulfuric, hidroxid de sodiu si clorura desodiu, electrozi de fier, zinc, aluminiu, instrument de masura.

Modul de lucru: Se curata placutele metalice (electrozii) cu hartie metalograficainaintea fiecare masuratori. Se alcatuiesc pile galvanice in care un electrod este metalulintrodus in mediul coroziv, iar celalalt electrodul de referinta:



(-) Me/H2SO4//electrod de referinta (+)

(-) Me/NaOH//electrod de referinta (+)(-) Me/NaCl//electrod de referinta (+)

Ca electrod de referinta se poate folosi electrodul de Cu/CuSO4(1N), cu

εCu CuSO

V/

,4

0 0 34= . Electrodul de referinta se conecteaza la bornele instrumentului de

masura a tensiunii electromotoare si se noteaza valoarea t.e.m. indicata de afisajul electronicdupa doua minute cind se considera ca a atins o valoare relativ constanta.

Rezultate. Se calculeaza potentialul de coroziune stiind ca tensiunea electromotoaremasurata este diferenta dintre potentialul catodului si cel al anodului:

Emasurat ref cor cor = − = − = −+ −ε ε ε ε ε0 34,

Supratensiunea se calculeaza pentru fiecare caz folosind relatiile (1) si (2). Se cunoscurmatoarele valori ale potentialelor standard de electrod:

ε ε

ε ε ε

Fe Fe Zn Zn

Al Al H H O OH

V V

l V V mediu acid V mediu neutru si alcalin

20

20

302

02

0

0 44 0 763

66 0 0 401

+ +

+ + −

= − = −

= − = = +

/ /

/ / /

, ; , ;

, ; , ( ); , , ( )

Se intocmeste urmatorul tabel:

Nr.det Pila de coroziune E masurat(V)

ε co

r (V)ε0

1(V)

ε02

(V)

ηa (V) ηc(V)

1. (-)Fe/H2SO4//CuSO4/Cu +)

2. (-)Fe/NaOH//CuSO4/Cu (+)

3. (-)Fe/NaCl//CuSO4/Cu (+)

4. (-)Zn/H2SO4//CuSO4/Cu (+)5. (-)Zn/NaOH//CuSO4/Cu (+)

6. (-)Zn/NaCl//CuSO4/Cu (+)

7. (-)Al/H2SO4//CuSO4/Cu (+)

8. (-)Al/NaOH//CuSO4/Cu (+)

9. (-)Al/NaCl//CuSO4/Cu (+)

Tema de casa: Sa se scrie reactiile ce intervin in procesul de coroziune ale urmatoarelor metale: Ni (bivalent), Al (trivalent), Sn (tetravalent).

2

1

M

3

4

5

Celula electroliticaM - Zn, Al sau Fe

punte electroliticaelectrod de Cu/ CuSO

4

multimetru

3.potential de coroziune

Documents