При электрохимической коррозии на аноде происходит окисление (разрушение) металла.
Me(0) – ne → Me(n+)
При электрохимической коррозии анодом становится металл, обладающего меньшим значением электродного потенциала, а катодом – металл с большим значением электродного потенциала.
Хром в электрохимическом ряду напряжений стоит левее никеля. Следовательно, никель имеет больший электродный потенциал, чем хром, и в гальванической паре никель будет катодом, а хром - анодом. Следовательно, в данной гальванической паре хром будет разрушаться (корродировать) .
Eo(Ni(2+)/Ni) = − 0,234 B
Eo(Cr(2+)/Cr) = − 0,852 В
Ео (Cr(3+)/Cr) = − 0,74 B
Eo(Ni(2+)/Ni) > Ео (Cr(3+)/Cr) > Eo(Cr(2+)/Cr)
На катоде во «влажном воздухе» в зависимости от газового состава атмосферы могут протекать два основных процесса – восстановление молекулярного кислорода или восстановление ионов водорода.
2H2O + О2 + 4e → 4OH(-) (рН ≥ 7 – среда нейтральная или слабощелочная)
2Н (+) + 2е → Н2↑ (рН < 7 – среда кислая)
В атмосфере воздуха могут присутствовать такие соединения как О2, СО2, SO2, NO2, H2S, NH3 и др.
Электрохимическая коррозия в атмосфере кислорода воздуха.
Коррозия хрома во влажном воздухе практически не протекает, однако в составе гальванической пары протекает электрохимическая коррозия хрома.
Процессы окисления-восстановления на электродах.
Анод (-) Cr(0) - 3е → Cr(3+) │4 - процесс окисления на аноде
Катод (+) 2H2O + О2 + 4e → 4OH(-) │3 - процесс восстановления на катоде
Суммируя реакции на аноде и катоде, получаем уравнение, которое в ионной форме, выражает происходящую в гальванической паре реакцию.
4Cr(0) + 6H2O + 3О2 → 4Cr(3+) + 12OH(-)
Уравнение электрохимической коррозии в молекулярной форме.
4Cr + 6H2O + 3О2 → 4Cr(OH)3↓
Схема гальванической пары
Анод (–) | Cr | H2O + О2 | Ni | Катод (+)
Электрохимическая коррозия в атмосфере кислотных оксидов СО2, SO2, NO2.
Присутствующие в атмосфере влажного воздуха кислотные оксиды растворяются в водной пленке, покрывающей поверхность металла. При этом протекают следующие процессы.
H2O + CO2 ↔ H2CO3 ↔ H(+) + HCO3(-) (рН < 7 – среда кислая)
H2O + SO2 ↔ H2SO3 ↔ H(+) + HSO3(-) (рН < 7 – среда кислая)
H2O + NO2 ↔ HNO2 + HNO3
HNO2 ↔ H(+) + NO2(-) (рН < 7 – среда кислая)
HNO3 ↔ H(+) + NO3(-) (рН < 7 – среда кислая)
Как видно из приведенных ионных уравнений, в результате реакции воды с кислотным оксидом образуется ион Н (+), который дает кислую среду протекания реакции.
Хром устойчив к химической коррозии в кислой среде, однако в составе гальванической пары коррозия хрома, хоть и медленно, но будет протекать. Окисление хрома в данном случае будет протекать до Cr(2+).
Процессы окисления-восстановления на электродах.
Анод (-) Cr(0) - 2е → Cr(2+) │1 - процесс окисления на аноде
Катод (+) 2Н (+) + 2е → Н2↑ │1 - процесс восстановления на катоде
Суммируя реакции на аноде и катоде, получаем уравнение, которое в ионной форме, выражает происходящую в гальванической паре реакцию.
Cr(0) + 2H(+) → Cr(2+) + Н2↑
Уравнение электрохимической коррозии в молекулярной форме.
Cr + H2O + CO2 → CrCO3↓ + H2O
Данная реакция возможна только при электрохимической коррозии в гальванической паре.
Схема гальванической пары
Анод (–) | Cr | 2Н (+) | Ni | Катод (+)