Коррозия железа при контакте его с оловом, цинком и никелем

 

 

 

Задача 1125. 
Как влияет на коррозию железа его контакт с другими металлами? Какой металл будет разрушаться первым на поврежденной поверхности луженого, оцинкованного и никелированного железа?
Решение: 
Коррозия - это электрохимический процесс, при котором одни частицы железа играют роль катода, другие — анода. Ржавчина представляет собой гидратированный оксид железа(III) Fе₂О₃ ^. хН₂О. Ржавление протекает под воздействием воды и кислорода. 

В анодной области идет процесс:

Fe⁰ -2  = Fe²⁺ (водн.),

а в катодной:

1/2O₂ + H₂O + 2 = 2OH⁻ (нейтральная или щелочная среда).

а) Коррозия лужёного железа в атмосферных условиях
Стандартный электродный потенциал системы;
Sn⁰ - 2 = Sn²⁺ (-0,14 В) значительно больше, чем стандартный электродный потенциал (-0,44 В), отвечающий системе Fe⁰ - 2  = Fe²⁺. Поэтому анодом будет являться железо, а катодом – олово. При контакте олова и железа в атмосфере разрушаться будет  железо:

Анодный процесс:

Fe⁰ - 2  = Fe²⁺

Катодный процесс в нейтральной среде:

1/2O₂ + H₂O + 2  = 2OH⁻

Так как ионы Fe²⁺ с гидроксид-ионами OH⁻ образуют нерастворимый гидроксид, то продуктом коррозии будет Fe(OH)₂. Воздух окисляет его и образуется ржавчина, гидратированный оксид железа(III):

2Fе(ОН)₂ (тв.) +1/2О₂ (г.) + Н₂О (ж.) =
= Fе₂О₃ ^. хН₂О (тв.).

б) Коррозия оцинкованного железа в атмосферных условиях. 
Цинк имеет более отрицательный стандартный электродный потенциал (-0,763 В), чем железо (-0,44 В), поэтому он является анодом, железо – катодом. При контакте цинка и железа в атмосфере разрушаться будет  цинк:

Анодный процесс: Zn⁰ - 2 = Zn²⁺

Катодный процесс в нейтральной среде:

1/2O₂ + H₂O + 2  = 2OH⁻

Так как ионы Zn²⁺ с гидроксид-ионами OH⁻ образуют нерастворимый гидроксид, то продуктом коррозии будет Zn(OH)₂.

в) Коррозия никелированного железа в атмосферных условиях.
При нарушении никелевого покрытия на железе атмосферная коррозия протекает с разрушением железа, так как никель имеет менее электроотрицательный стандартный электродный потенциал (-0,25 В), чем у железа (0,44 В), то никель будет являться катодом, а железо – анодом.

Электрохимические процессы коррозии:

Анодный процесс:

Fe⁰ - 2  = Fe²⁺

Катодный процесс: 

в нейтральной или щелочной среде:

1/2O₂ + H₂O + 2  = 2OH⁻

Так как ионы Fe²⁺ с гидроксильной группой OH⁻ образуют нерастворимый гидроксид, то продуктом атмосферной коррозии цинка  будет Fe(OH)₂. Воздух окисляет его и образуется ржавчина, гидратированный оксид железа(III):

2Fе(ОН)₂ (тв.) +1/2О₂ (г.) + Н₂О (ж.) =
=  Fе₂О₃ ^. хН₂О (тв.).

---