Коррозия металлов.
Это физико-химический или химический вид взаимодействия между металлом (сплавом) и окружающей средой, которое приводит к ухудшению функциональных свойств металла или сплава, среды или включающей их технической конструкции.
Само слово коррозия многое может сказать об этом процесс, с латинского «corrodo» – «грызу» (позднелатинское «corrosio» означает «разъедание»).
Коррозия инициируется химической реакцией металла с веществами окружающей среды, которые происходят на границе металла и среды. Скорее всего это окисление металла, к примеру, кислородом воздуха или кислотами, содержащимися в р-рах, с которыми контактирует поверхность. Особенно сильно подвергаются коррозии металлы, расположенные в ряду активности (ряду напряжений металлов) левее водорода, в том числе железо.
В процессе коррозии железо ржавеет. Схема происходящих превращений довольно сложна и включает несколько стадий. Этот процесс можно описать суммарным уравнением:
4Fe + 6H2O (влага) + 3O2 (воздух) = 4Fe(OH)3
Неустойчивый гидроксид железа(III), быстро теряет воду и переходит в оксид железа(III). Это вещество не защищает поверхность железа от дальнейшего окисления. Итогом может стать полное разрушение железного предмета.
Немалочисленные металлы, в том числе и довольно таки активные (к примеру, алюминий) в результате коррозии покрываются плотной, сильно скрепленной с металлами оксидной пленкой и она не позволяет окислителям проникнуть в более глубокие слои, а потому предохраняет металл от дальнейшей коррозии. При удалении такой пленки металл начинает взаимодействовать с водой и кислородом воздуха.
Алюминий, обычно, устойчив к воздействию воздуха и воды, даже нагретой, впрочем если на поверхность алюминия налить ртуть, то образующаяся амальгама разъедает оксидную пленку – выталкивает ее с поверхности, и алюминиевое изделие быстро превращается в белый хлопьевидный метагидроксид алюминия:
4Al + 2H2O + 3O2 = 4AlO(OH)
Амальгамированный алюминий реагирует с водой с выделением водорода:
2Al + 4H2O = 2AlO(OH) + 3H2
Процессу коррозии подвергаются и некоторые мало активные элементы. Во влажном воздухе на поверхности меди появляется зеленоватый налет (патина), что является результатом образования смеси основных солей.
Не часто при коррозии металлов идет не окисление, а процесс восстановления некоторых элементов, входящих в состав сплава. К примеру, при высоких давлениях и температурах карбиды, которые содержатся в сталях, восстанавливаются водородом.
|