Уравнение коррозии магния в воде

Составление электронных уравнений анодного и катодного процессов происходящих при коррозии

Решение задач на коррозию металлов

Задание 287.
Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов с кислородной и водородной деполяризацией при коррозии пары магний — никель. Какие продукты коррозии образуются в первом и во втором случаях?
Решение:
Магний имеет более электроотрицательный стандартный электродный потенциал (-2,36 В), чем никель (-0,24 В), поэтому он является анодом, никель – катодом.

Анодный процесс – окисление металла: Mе 0 — 2 = Mе n+

и катодный процесс – восстановление ионов водорода (водородная деполяризация) или молекул кислорода (кислородная деполяризация). Поэтому при коррозии пары Mg — Ni с водородной деполяризацией происходит следующие процессы:

Анодный процесс: Mg 0 — 2 = Mg 2+
Катодный процесс: в кислой среде: 2Н + + 2 = Н₂↑

Продуктом коррозии будет газообразный водород соединение магния с кислотным остатком (соль).

При коррозии пары Mg — Ni в атмосферных условиях на катоде происходит кислородная деполяризация, а на аноде – окисление магния:

Анодный процесс: Mg 0 — 2 = Mg 2+
Катодный процесс: в нейтральной среде: 1/2O₂ + H₂O + 2 = 2OH —
в нейтральной или в щелочной среде: 1/2O 2 + H 2 O + 2 = 2OH —

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

Задание 288.
В раствор хлороводородной (соляной) кислоты поместили цинковую пластинку и цинковую пластинку, частично покрытую медью. В каком случае процесс коррозии цинка происходит интенсивнее? Ответ мотивируйте, составив электронные уравнения соответствующих процессов.
Решение:
а) При помещении цинковой пластинки в раствор хлороводородной (соляной) кислоты происходит реакция замещения:

Через некоторое время цинковая пластинка в растворе разбавленной соляной кислоте пассивируется оксидной плёнкой, образующейся при взаимодействии цинка с кислородом растворённым в воде по схеме: Zn + 1/2 O₂ = ZnO, поэтому коррозия цинка вскоре замедлится.

б) При помещении цинковой пластинки, частично покрытой медью, в раствор соляной кислоты образуется гальваническая пара Zn — Cu, в которой цинк будет анодом, а медь – катодом. Происходит это так, потому что цинк имеет более электроотрицательный электродный потенциал (-0,763 В), чем медь (+0-,34 В).

Анодный процесс: Zn 0 — 2 = Zn 2+ ;
Катодный процесс: в кислой среде: 2Н + + 2 = Н₂↑

Ионы цинка Zn 2+ с ионами хлора Cl — будут давать соль ZnCl₂ – сильный электролит, а водород будет интенсивно выделяться в виде пузырьков газа. Этот процесс будет бурно протекать до тех пор пока не закончится приход ионов водорода Н + соляной кислоты или пока полностью не растворится цинковая пластинка. Ионно-молекулярное уравнение коррозии:

Zn 0 + 2H + = Zn 2+ + H₂О↑

Молекулярная форма уравнения:

Задание 289.
Почему химически чистое железо более стойко против коррозии, чем техническое железо? Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов происходящих при коррозии технического железа во влажном воздухе и в кислой среде.
Решение:
Химически чистое железо более стойко к коррозии, потому что с кислородом образует на поверхности оксидную плёнку, которая препятствует дальнейшему разрушению металла. Техническое железо содержит примеси различных металлов и неметаллов, которые образуют различные гальванические пары железо — примесь. Железо, имея отрицательный стандартный электродный потенциал (-0,44 В) со многими примесями, потенциал которых значительно положительнее, является анодом, а примеси – катодом:

Анодный процесс: Fe 0 -2 = Fe 2+
Катодный процесс: в кислой среде: 2Н + + 2 = Н₂ ↑
в нейтральной или в щелочной среде: 1/2O₂ + H₂O + 2 = 2OH —

Так как ионы Fe 2+ с гидроксильной группой образуют нерастворимый гидроксид, то продуктом атмосферной коррозии железа будет Fe(OH)₂. При контакте с кислородом воздуха Fe(OH)₂ быстро окисляется до метагидроксида железа FeO(OH), приобретая характерный для него бурый цвет:

Коррозия магния

Магний – очень легкий металл, используемый в авиастроении. Среди конструкционных материалов отличается самым электроотрицательным потенциалом, поэтому его часто применяют для изготовления протекторов.

При анодном растворении магний переходит в раствор в виде ионов Mg + , далее восстанавливает воду, образуя Mg 2+ и Н₂.

Mg 2+ + 2е → Mg, Е° = — 2,34 В.

Магний легко пассивируется как при наличии, так и отсутствии кислорода. Коррозия магния протекает преимущественно с выделением водорода (водородной деполяризацией), поэтому кислород на коррозионное растворение магния почти не влияет. Только при повышенных температурах скорость коррозии магния на воздухе увеличивается (происходит его окисление). Окисление магния в жидком состоянии (расплав) может привести к самовозгоранию металла, т.к. он начинает интенсивно корродировать.

Основной оксид магния: MgO.

Магний устойчив под влиянием плавиковой, хромовой кислот.

На коррозионную стойкость магния очень сильно влияет его чистота, что объясняется его электроотрицательностью. Технический магний, омываемый морской водой, корродирует в 100 – 500 раз быстрее железа, а прошедший высокую очистку – лишь в 2 — 3 раза. Технический магний состоит из основного металла (Mg) и некоторых примесей (железо, цинк, марганец, медь, никель). Самое сильное влияние на коррозию технического магния оказывает железо. Чем больше его в техническом магнии – тем выше скорость коррозии. Марганец и цинк вводят для уменьшения скорости коррозии магния. Марганец образует с железом нерастворимое интерметаллическое соединение, которое тяжелее чистого магния и осаждается в виде шлама.

Коррозия магния не протекает:

— на воздухе, при условии, что магний высокой чистоты и не подвергается воздействию больших нагрузок (во избежание коррозионного растрескивания под напряжением);

— растворах, содержащих больше 2% HF (при контакте магния с раствором на поверхности образуется нерастворимая защитная пленка фторида магния);

— дистиллированной воде (при таких же условиях, что и на воздухе);

— щелочах (при температуре 60 °С и выше коррозия магния заметно ускоряется).

Коррозия магния наблюдается в условиях:

— морской воды по реакции

— бензинах, содержащих свинец;

— неорганических, органических кислот, кислых солей

— вод, содержащих ионы тяжелых металлов;

— хладона (CCl₂F₂) с содержанием воды (без воды хладон не агрессивен);

Наиболее распространенные сплавы на основе магния содержат около 10% Al, 3% Zn, 2,5% Mn. Такого типа составы используют для изготовления протекторов при защите стали в почве или воде.

Please wait.

We are checking your browser. gomolog.ru

Why do I have to complete a CAPTCHA?

Completing the CAPTCHA proves you are a human and gives you temporary access to the web property.

What can I do to prevent this in the future?

If you are on a personal connection, like at home, you can run an anti-virus scan on your device to make sure it is not infected with malware.

If you are at an office or shared network, you can ask the network administrator to run a scan across the network looking for misconfigured or infected devices.

Another way to prevent getting this page in the future is to use Privacy Pass. You may need to download version 2.0 now from the Chrome Web Store.

Cloudflare Ray ID: 6e2b1a46debe4c74 • Your IP : 85.95.188.35 • Performance & security by Cloudflare