Явище виникнення додаткової ЕРС, яка послаблює ЕРС самого елемента, називають електролітичною поляризацією або поляризацією гальванічниx елементів. Щоб усунути шкідливий вплив поляризації елементів, застосовують різні способи. Одним із них є добір таких рідин у гальванічних елементах, що під час роботи не відбувається зміни складу електродів. Такий спосіб деполяризації має місце в елементу Даніеля.
Ще одним способом деполяризації елементів є хімічний. Він полягає в тому, що в електроліт добавляють речовини, які активно взаємодіють з речовинами, щозумовлюють поляризацію елемента. Для усунення шкідливого впливу водню, що ви¬діляється на електроді, як деполяризатори застосовують різні окисники, а в разі ви¬ділення кисню на електроді використовують деполяризатори-відновники. До такихелементів належать марганцево-цинкові (елементи Лекланше), марганцево-повітряно-цинкові, мідно-цинкові, оксидно-ртутні, хлоросрібно-магнієві, срібно-цинкові та ін.
52.) Дайте характеристику та класифікацію корозійних процесів.
Характеристика корозійних процесів
Корозія металів - руйнування металів внаслідок фізико-хімічного впливу зовнішнього середовища, при цьому метал переходить в окислений (іонний) стан і губить властиві йому властивості. По механізму корозійного процесу розрізняють два основних типи корозії: хімічну й електрохімічну. Під хімічною корозією мають на увазі взаємодію металевої поверхні з навколишнім середовищем, що не супроводжується виникненням електрохімічних (електродних) процесів на границі фаз. Механізм хімічної корозії зводиться до реактивної дифузії атомів або іонів металу крізь поступово, що товщає плівку, продуктів корозії (наприклад окалини) і зустрічної дифузії атомів або іонів кисню. За сучасними поглядами цей процес має іонно-електронний механізм, аналогічний процесам електропровідності в іонних кристалах. Прикладом хімічної корозії є взаємодія металу з рідкими неелектролітами або сухими газами в умовах, коли волога на поверхні металу не конденсується, а також вплив на метал рідких металевих розплавів. Практично найбільш важливим видом хімічної корозії є взаємодія металу при високих температурах з киснем й ін. газоподібними активними середовищами (H S, SO , галогени, водяні пари, CO й ін.). Подібні процеси хімічної корозії металів при підвищених температурах носять також назву газової корозії. Багато відповідальних деталей інженерних конструкцій сильно руйнуються від газової корозії (лопатки газових турбін, сопла ракетних двигунів, елементи електронагрівників, колосники, арматури печей і т.д.). Більші втрати від газової корозії (вигар металу) несе металургійна промисловість. Стійкість проти газової корозії підвищується при введенні до складу сплаву різних добавок (хрому, алюмінію, кремнію й ін.). Добавки алюмінію, берилія й магнію до міді підвищують її опір газової корозії в окисних середовищах. Для захисту залізних і сталевих виробів від газової корозії поверхня виробу покривають алюмінієм (алітування). Під електрохімічною корозією мають на увазі процеси взаємодії металів з електролітами (у вигляді водяних розчинів, рідше з неводними електролітами, наприклад з деякими органічними електропровідними сполуками або безводними розплавами солей при підвищених температурах). Процеси електрохімічної корозії протікають за законами електрохімічної кінетики, коли загальна реакція взаємодії може бути розділена на наступні, у значній мірі самостійні, електродні процеси: а) Анодний процес - перехід металу в розчин у вигляді іонів (у водяних розчинах, звичайно гідратованих) із залишенням еквівалентної кількості електронів у металі; б) Катодний процес - асиміляція надлишкових електронів, що з'явилися в металі, деполяризаторами. Розрізняють корозію з водневою, кисневою або окисною деполяризацією. Типи корозійних руйнувань.При рівномірному розподілі корозійних руйнувань по всій поверхні металу корозію називають рівномірною.Якщо ж значна частина поверхні металу вільна від корозії й остання зосереджена на окремих ділянках, то неї називають місцевою. Виразкова, крапкова, щілинна, контактна, міжкристалічна корозія - найчастіше зустрічаються в практиці типи місцевої корозії. Корозійне розтріскування виникає при одночасному впливі на метал агресивного середовища й механічних напруг. У металі з'являються тріщини , які часто приводять до повного руйнування виробів. Останні 2 види корозійного руйнування найнебезпечніші для конструкцій, що несуть механічні навантаження (мости, троси, ресори, осі, автоклави, парові казани й т.д.)Електрохімічна корозія в різних середовищах.Розрізняють наступні типи електрохімічної корозії, що мають найбільш важливе практичне значення:
1). Корозія в електролітах. До цього типу ставляться корозія в природних водах (морські й прісної), а також різні види корозії в рідких середовищах. Залежно від характеру середовища розрізняють: -кислотну; -лужну; -сольову; -морську корозію.
За умовами впливу рідкого середовища на метал цей тип корозії також характеризується як корозія при повнім зануренні, при неповнім зануренні, при змінному зануренні, що мають свої характерні риси.
2). Ґрунтова (ґрунтова, підземна) корозія - вплив на метал ґрунту, що у корозійному відношенні повинен розглядатися як своєрідний електроліт. Характерною рисою підземної електрохімічної корозії є велике розходження у швидкості доставки кисню (основний деполяризатор) до поверхні підземних конструкцій у різних ґрунтах (у десятки тисяч разів). Значну роль при корозії в ґрунті грає утворення й функціонування макрокорозійних пар внаслідок нерівномірної аерації окремих ділянок конструкції, а також наявність у землі блукаючих струмів. У ряді випадків на швидкість електрохімічної корозії в підземних умовах впливає також розвиток біологічних процесів у ґрунті.
3). Атмосферна корозія - корозія металів в умовах атмосфери, а також будь-якого вологого газу; спостерігається під конденсаційними видимими шарами вологи на поверхні металу (мокра атмосферна корозія) або під найтоншими невидимими адсорбційними шарами вологи (волога атмосферна корозія). Особливістю атмосферної корозії є сильна залежність її швидкості й механізму від товщини шаруючи вологи на поверхні металу або ступеня зволоження продуктів, що утворилися, корозії.
4). Корозія в умовах механічного впливу. Цьому типу руйнування піддаються численні інженерні спорудження, що працюють як у рідких електролітах, так й в атмосферних і підземних умовах. Найбільш типовими видами подібного руйнування є: Корозійне розтріскування; при цьому характерне утворення тріщин, які можуть поширюватися не тільки міжкристально, але також і транскристально. Прикладом подібного руйнування є лужна крихкість казанів, сезонне розтріскування латуней, а також розтріскування деяких конструкційних високоміцних сплавів.
Корозійна утома, викликувана впливом корозійного середовища й знакозмінних або пульсуючих механічних напруг. Цей вид руйнування також характерний утворенням між- і транскристалітних тріщин. Руйнування металів від корозійної утоми зустрічаються при експлуатації різних інженерних конструкцій (валів гребних гвинтів, ресор автомобілів, канатів, штанг глибинних насосів, охолоджуваних валків прокатних станів й ін.).
53.)Визначіть причини гальванокорозіі та способи захисту від корозії .
Гальванокорозія – виникає внаслідок самодовільного утворення і роботи корозійних гальванічних елементів.
Причини гальванокорозії: 1)контакт двох різних металів; 2)наявність в металі струмопровідних домішок; 3)механічна деформація виробу.
Одним з найпоширеніших способів боротьби з корозією є покриття металу (головним чином заліза) масляними фарбами. Захисна дія фарби основується на тому, що оліфа, піддаючись полімеризації, утворює на поверхні металу суцільну еластичну плівку, яка ізолює метал від дії атмосферних хімічних агентів. Інколи для захисту металу від корозії (наприклад, алюмінію і деяких стальних виробів) штучно створюють оксидну плівку обробкою їх поверхні сильними окисниками.
Схема корозії оцинкованого заліза
Значного поширення одержав також спосіб покриття одного металу іншим. Наприклад, дахове залізо покривають тонким шаром цинку. З цією метою залізні листи занурюють на короткий час у розплавлений цинк. Сам по собі цинк в атмосфері повітря не піддається корозії, оскільки на його поверхні утворюється досить стійка захисна оксидна плівка ZnO. При пошкодженні цинкового шару (тріщини, подряпини тощо) цинк з залізом у присутності вологи повітря утворює гальванічну пару. При цьому електрохімічному корозійному руйнуванню піддається цинк як активніший метал, а залізо не руйнується доти, поки не буде зруйнований весь захисний шар цинку. Конкуренцію традиційному цинкуванню складає покриття сталевих листів алюцинком.
На цьому ж принципі основується і так званий протекторний спосіб захисту металів від корозії. Суть цього способу полягає в тому, що металеву конструкцію сполучають металічним провідником з активнішим металом, який піддається корозійному руйнуванню. Наприклад, у парові котли інколи вводять листи цинку, які сполучають залізними стержнями з стінками котла. При цьому утворюється в середовищі води гальванічна пара, внаслідок чого цинк, як активніший метал руйнується, а залізні стінки котла не піддаються корозії. Так само можна захищати і підземні трубопроводи.
Схема корозії луженого заліза
Інколи металеві вироби вкривають захисним шаром менш активного металу. Прикладом цього може служити біла жерсть, з якої виробляють консервні банки. Її одержують зануренням на короткий час залізних листів у розплавлене олово. Олово дуже добре захищає залізо доти, поки його шар суцільний. Але коли захисний шар пошкоджується і залізо приходить у дотик з агресивним середовищем, воно з оловом утворює гальванічну пару і залізо як активніший метал піддається корозійному руйнуванню. При цьому залізо кородує значно скоріше, ніж у тому випадку, коли воно не вкрите шаром олова.
Досить поширеним є гальванічний спосіб покриття одного металу іншим (шляхом електролізу). Цим способом покривають нікелем (нікелювання), хромом (хромування), міддю (міднення), сріблом (сріблення), золотом (золочення) і іншими металами. Гальванічним способом можна наносити дуже тонкий і рівномірний шар захищаючого металу. Гальванічні покриття не тільки захищають металічні вироби від корозії, а й надають їм гарного зовнішнього вигляду.
Для боротьби з корозією в середовищі рідин застосовують спеціальні добавки, так звані інгібітори, тобто сповільнювачі корозії. Інгібіторами можуть бути різні речовини: хромат натрію, дихромат калію, фосфат натрію тощо, а також желатин, клей та інші органічні речовини
54. ) Вкажіть склад корозійного гальванічного елементу, рівняння анодного і
катодного процесів .
Схема корозійного ГЕ
-тв. Метал 1(більш активний)
