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 -2электрон = Fe2+ (водн.),
а в катодной:
1/2O2 + H2O + 2электрон = 2OH− (нейтральная или щелочная среда).
а) Коррозия лужёного железа в атмосферных условиях.
Стандартный электродный потенциал системы;
Sn0 - 2электрон = Sn2+ (-0,14 В) значительно больше, чем стандартный электродный потенциал (-0,44 В), отвечающий системе Fe0 - 2электрон = Fe2+. Поэтому анодом будет являться железо, а катодом – олово. При контакте олова и железа в атмосфере разрушаться будет железо:
Анодный процесс:
Fe0 - 2электрон = Fe2+
Катодный процесс в нейтральной среде:
1/2O2 + H2O + 2электрон = 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 - 2электрон = Zn2+
Катодный процесс в нейтральной среде:
1/2O2 + H2O + 2электрон = 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 - 2электрон = Fe2+
Катодный процесс:
в нейтральной или щелочной среде: 1/2O2 + H2O + 2электрон = 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.).