438

»3 KOPOZJA

13.2.3. Reakcje na katodzie

Reakcjo redakcji na katod* - >ylk° w procesie pokry warno elektrolity yest przeciwna do reakcji anodowej, a mianow.ee    * "**>1.

M"- +ne -*M

W procesach korozji elektrochemicznej osadzanie metalu na katodzie jedynie w szczególnych warunkach. Zamiast osadzania na katodzie powsta* * produkt uboczny w postaci gazowej, ciekłej łub stałej. Reakcja katodow płatującą ogniwo może być natomiast kilka rodzajów procesów redukcji _w k ' następuje związanie wolnych elektronów. Przebiegająca na katodzie rcakc,., °^h od kwasowości elektrolitu, tj. od jego pH i zawartości w nim tlenu. R₀j-w procesach korozji elektrochemicznej spełnia zwykłe elektroda tlenowa. »_v , , ^ lub wodna (rys. 13.6).    ^r°»a

fyHp.2e--2BHr

RYS. 13.6. Reakcje

b) z elektrodą

na katodzie i anodzie w typowych ogniwach korozyjnych: a) z elektrod u -id* wodorową, c) z elektrodą wodną    ⁴

Elektroda tlenowa - w cieczach obojętnych (np. w wodzie) z dużą ,|₀o. . tlenu na katodzie tworzą się jony OH* wg reakcji    ^lą

V₂0₂ + H₂0 + 2e~ -> 20H~

Przechodzące do elektrolitu jony OH" reagują z dodatnio naładowanymi jonam,

metalu, tworząc produkt korozji w stanie stałym. W przypadku rdzewienia żelaza przebieg reakcji jest następujący

Fe — Fe*’ + 2e~ (reakcja anodowa)

V₂0₂ + H₂0 + 2e -> 20H" (reakcja katodowa)

Fe²' -f 20H~ -»Fe(OH)j (reakcja katodowa)

Fc + /jOj -f H₂0 -* Fe*^ł + 20H -♦ Fe (OH), (reakcja sumaryczna)

, * Ucocm i wodą powstaje Fe (OH), nazywane rdzą. Fe (OH), je« następujący

przypadku ogniwa elektrochemicznego, w którym anodą jest cynk. przebieg

2H * -F 2e" — H,

redukcja jonów wodorowych

Zn -* Zn³ *■ + 2e (reakcja anodowa)

2H’ + 2r‘ -• H₂ (reakcja katodowa)

Zn 4- 2H * -* Zn³* 4 H_; (reakcja sumaryczna)

Taki przebieg reakcji prowadzi do rozpuszczania się anody cynkowej i tworzenia się baniek wodoru na katodzie.

Elektroda wodna - w kwasach utleniających produktem ubocznym reakcji katodowej jest woda

O, + 4H* + 4e~ -* 2H_;0

Jeżeli jest możliwy ciągły dopływ tlenu i wodoru, to elektroda wodna nie powoduje tworzenia się rdzy oraz zmiany stężenia jonów na katodzie.

Reakcja elektrochemiczna składu się przynajmniej z jednej reakcji utleniania i jednej reakcji redukcji. Podczas reakcji elektrochemicznej nie mogą gromadzić się ładunki elektryczne od elektronów lub jonów. tj. ogólna szybkość utleniania musi być równa ogólnej szybkości redukcji (wszystkie elektrony powstałe podczas utleniania muszą być wchłonięte podczas reakcji redukcji). Chociaż zachodzące na anodzie i katodzie reakcje rozpatruje się oddzielnie, to jednak należy pamiętać o tym. że przebiegają one jednocześnie, a ogólna szybkość korozji jest uzaleź.niona od szybkości reakcji przebiegającej wolniej.

13.2.4. Różnica napięć jako siła pędna korozji elektrochemicznej

Skłonność metali do korozji elektrochemicznej jest zwykle wyrażana za pomocą siły elektromotorycznej (SEM) ogniwa elektrochemicznego występującego w procesie korozji. Z jej wzrostem zwiększa się skłonność do przebiegu reakcji o charakterze korozyjnym.

Potencjały elektrodowe metali w roztworach ich jonów o stężeniu jedno-molowym (roztwór o stężeniu jednomolowym jest wówczas, gdy w l dnr roztworu znajduje się jeden mol substancji rozpuszczonej) pod ciśnieniem 1013 hPa

439