Коррозия металлов Сплав Cu-Al (Ph10)

При контакте алюминия с медью возникает гальваническая пара Cu – Al.
При электрохимической коррозии анодом в гальванической паре анодом становится металл, обладающего меньшим значением электродного потенциала, а катодом – металл с большим значением электродного потенциала. Поскольку в электрохимическом ряду напряжений медь стоит правее, чем алюминий, то медь имеет большее значение электродного потенциала восстановления, чем алюминий. Значит, в данной гальванической паре медь будет являться катодом, а алюминий – анодом.
Е°(Al(3+)/Al) = − 1,70 В
Е°(Cu(2+)/Cu) = + 0,338 В
Е°(Cu(2+)/Cu) > Е°(Al(3+)/Al)
При электрохимической коррозии на аноде происходит окисление (разрушение) металла.
На катоде в атмосфере влажного воздуха в щелочной среде (рН = 10) происходит восстановление молекулярного кислорода – коррозия с кислородной деполяризацией.
Анод(-) Al(0) – 3e → Al(3+) | 4 – окисление
Катод(+) 2H2O + О2 + 4e → 4OH(-) | 3 – восстановление
Суммируя реакции на аноде и катоде, получаем уравнение, которое в ионной форме, выражает происходящую в гальванической паре реакцию.
4Al(0) + 6H2O + 3О2 → 4Al(3+) + 12OH(-)
Уравнение электрохимической коррозии в молекулярной форме.
4Al + 6H2O + 3О2 → 4Al(OH)3↓
Схема гальванической пары
Анод (–) | Al | H2O + О2 | Cu | Катод (+)
Электродный потенциал катода найдем по уравнению Нернста как потенциал кислородного электрода исходя из уравнения реакции, происходящей на катоде при условии, что p(O2) = 1 атм.
Е(катода) = Eº(2H2О, O2/4ОН(-)) + (0,059/4)*lg(p(O2)/[OH]^4) = Eº(2H2О, O2/4ОН(-)) + 0,059*рОН = 0,401 + 0,059*4 = + 0,637 В
рОН = 14 – рН = 14 – 10 = 4
Электродный потенциал анода равен стандартному электродному потенциалу алюминия.
Е(анода) = Eº(Al(3+)/Al) = – 1,70 В
ЭДС гальванической пары.
ЭДСº = Е(катода) – Е(анода) = 0,637 – (– 1,70) = 1,063 B
Коррозия сплава некоторое время будет протекать, однако образовавшийся на поверхности сплава в результате электрохимической коррозии нерастворимый гидроксид алюминия защитит сплав от дальнейшей коррозии.