img318 2

185

F - stała Faradaya 96 484 [C ■ mol^-1],

T - temperatura [K],

z - liczba elektronów biorąca udział w reakcji,

Utl - stężenie molowe jonów w postaci utlenionej,

Red - stężenie molowe jonów w postaci zredukowanej.

8.3.3. ROLA ELEKTROLITU

Bezpośrednią przyczyną korozji elektrochemicznej jest różnica wartości potencjału półogniw korozyjnych (tab. 8.1). Charakter zniszczenia zakłada obecność elektrolitu, najczęściej wodnego roztworu o charakterze kwaśnym, zasadowym lub obojętnym.

W istniejących warunkach ogniwa czysta chemicznie woda ulega reakcji dyso-cjacji (8.6), wytwarzając gazowy wodór i jony wodorotlenowe.

2H₂0(_aq) + 2e <=> H₂(_gj + 2(OH) ^    (8.6)

Reakcji tej towarzyszy prąd o potencjale standardowym E₀ = -0,83 V. Porównując wartości potencjałów standardowych półogniw metalicznych, można zauważyć, że każdy metal położony w szeregu napięciowym poniżej wartości -0,83 V będzie łatwo utleniany w standardowych warunkach reakcji połówkowej przez wodę o pH = 7. Z czystą chemicznie wodą nie będą reagowały wszystkie te metale, których standardowy potencjał będzie w przybliżeniu równy bądź wyższy od potencjału reakcji połówkowej, czyli gdy E₀(Me/Me"⁺) > -0,42 V.

Przykładem metalu słabo utlenianego przez czystą chemicznie wodę jest żelazo, które w kontakcie z wodą samorzutnie reaguje z wytworzeniem jonów Fe²⁺, tak jak zapisano w (8.7).

A_Fe: Fe —> Fe²⁺ + 2e~    E₀=-0,44V

K_Hi0 : 2H₂0 + 2e~ —> 2H⁺ + 2(OH)    £₀=-0,42V

Uwolnione w tym procesie elektrony pozostają na powierzchni metalu i nadają mu potencjał ujemny. Potencjał towarzyszący równoległej reakcji redukcji wody jest również ujemny. Przy tak małej różnicy potencjałów anody i katody proces utleniania anody żelazowej bardzo szybko ustaje. Można więc przyjąć, że czyste żelazo pozostaje w zasadzie niereaktywne w kontakcie z czystą chemicznie wodą. Z tego powodu rury wykonane z żelaza miały zastosowanie w transporcie wody.

Podobnie nie wykazują reakcji wszystkie metale o dodatnim potencjale standardowym w środowisku czystej chemicznie wody. Zjawisko to można tłumaczyć zbyt małym potencjałem uwolnionych elektronów, aby mogła zachodzić reakcja redukcji w słabym utleniaczu, jakim jest czysta chemicznie woda.