Составление электронных уравнений анодного и катодного процессов коррозии в атмосфере влажного газа и в растворе кислоты


Коррозия при контакте марганца со свинцом или железом

Задача 123.
Контактируют 2 пары металлов Mn/Sn; Mn/Fe. В каком случае идет интенсивнее коррозия и какой металл корродирует? Почему? Составить электронные уравнения анодного и катодного процессов коррозии в атмосфере влажного газа и в растворе кислоты (H2SO4). Каков состав продуктов коррозии?
Решение:

Электродная пара металлов Mn/Sn (Fe = -0,44 В)

Стандартные электродные потенциалы марганца и олова равны соответственно -0,180 В и -0,136 В.  Окисляться, т.е. подвергаться коррозии, будет олово.
Олово имеет более электроотрицательный стандартный электродный потенциал (-0,136 В), чем марганец (-0,180 В), поэтому оно является анодом, марганец – катодом.

а) Коррозия пары металлов Mn/Sn в атмосфере влажного газа

Анод          Sn – 2электрон  = Sn2+ 
Катод         1/2O2 + H2O + 2электрон = 2ОН

Схема коррозии:

Sn + 1/2O2 + H2O = Sn(OH)2
Так как ионы Sn2+ с гидроксид-ионами ОН образуют нерастворимый гидроксид, то продуктом коррозии будет Sn(OH)2:

Sn2+  + 2OH = Sn(OH)2
              
б) Коррозия пары металлов Mn/Sn в растворе кислоты (H2SO4)

Анод          Sn – 2электрон  = Sn2+ 
Катод         2Н+ + 2электрон  = Н2
              Sn + 2H+ = Sn2+  + H2

Так как ионы Sn2+ с ионами SO42- образуют нерастворимую соль, то продуктом коррозии будет SnSO4:

         Sn2+ + SO42- = SnSO4
         
Образуется сульфат олова и при этом выделяется газообразный водород. Происходит интенсивное разрушение олова.

Таким образом, при контакте марганца и олова коррозии будет подвергаться олово.
 


Коррозия при контакте свинца с магнием

Задача 124.
Какой металл из 2х, находящихся в контакте, будет подвергаться коррозии? Указать катодный и анодный процессы, записать схему и продукты коррозии: 
Pb/Mg в нейтральной среде.
Решение:
Стандартные электродные потенциалы свинца и магния равны соответственно -0,136 В и -2,38 В. Окисляться, т.е. подвергаться коррозии, будет магний. 

Потенциал, отвечающий электродному процесу: 

+ + 2электрон  = Н2

В нейтральной среде, потенциал равен приблизительно -0,41 В. Следовательно, ионы водорода, находящиеся в воде и в нейтральных водных средах, могут окислять только те металлы, потенциал которых меньше, чем -0,41 В, - в данном случае это может быть магний, его потенциал намного меньше (-2,38 В). 

В нейтральной среде коррозия металла протекает с кислородной деполяризацией, т.е. роль деполяризатора выполняет кислород, растворенный в воде. Этот вид коррозии наиболее широко распространен в природе: он наблюдается при коррозии металлов в воде, почве и в незагрязненной промышленными газами атмосфере.

Магний имеет более электроотрицательный стандартный электродный потенциал (-2,36 В), чем свинец (-0,136 В), поэтому он является анодом, никель – катодом.

При коррозии пары Pb/Mg в нейтральной среде на катоде происходит кислородная деполяризация, а на аноде – окисление магния:

Анодный процесс: Mg0 - 2электрон  = Mg2+ 
Катодный процесс: в нейтральной среде: 1/2O2 + H2O + 2электрон   = 2OH (O2 ↑+ 2H2O + 4электрон  = 4OH)

Схема коррозии:

Mg + 1/2O2 + H2O = Mg(OH)2

Так как ионы Mg2+ с гидроксид-ионами ОН образуют нерастворимый гидроксид, то продуктом коррозии будет Mg(OH)2

Mg2+ + 2ОН = Mg(OH)2

Таким образом, при контакте свинца и магния коррозии будет подвергаться свинец.