1.1 Коррозия меди в растворах электролитов

Медь практически не корродирует с водородной деполяризацией, т.к. восстановление ионов водорода или воды оказывается практически невозможным. Известен случай, когда образцы меди в запаянных стеклянных ампулах с 0,1 н. HCl сохранились без каких-либо разрушений в течение 18 лет. Но если взять сильный комплексообразующий CN^- -ион высокой концентрации, то потенциал меди смещается в отрицательную сторону, коррозия меди с водородной деполяризацией становится возможной.

Перенапряжение восстановления кислорода на меди хотя и велико, но скорость реакции при потенциале коррозии меди значительна. Катодная реакция восстановления кислорода при коррозии меди часто контролируется доставкой кислорода и особенно в спокойных растворах электролитов. Во всех случаях коррозия меди определяется скоростью катодного процесса, поэтому движение жидкости или самого медного изделия в коррозионной среде увеличивает скорость коррозии. Максимальные коррозионные разрушения наблюдаются в зоне турбулентного движения жидкостей.

В хлоридных растворах наблюдается возрастающее во времени разрушение меди, т.к. образовавшиеся ионы меди (I) окисляются кислородом до меди (II) и выступает в качестве катодного деполяризатора:

Cu + Cu⁺² → 2 Cu⁺

Следовательно ионы меди выступают в качестве переносчиков электронов от метала к кислороды. При повышенной концентрации растворимых продуктов окисления меди это заметно облегчает катодный процесс и увеличивает скорость коррозии. Чтобы избежать увеличения скорости коррозии меди, достаточно на пути движения коррозионной среды установить железную, а лучше цинковую сетку, на которой будут восстанавливаться ионы меди

Накопление продуктов окисления меди в коррозионной среде определяет ряд других ограничений в применении меди. Прежде всего, соединения меди токсичны, поэтому использование меди для изготовления какой-либо аппаратуры ограничивается так, чтобы в питьевую воду или другие продукты, предназначенные для употребления человеком или животными, попадали соединения меди в количестве, допустимом санитарными нормами. Контакт с медью, как с весьма электроположительным металлом может вызывать значительную коррозию анодных материалов. Даже если меди не имеет непосредственного контакта с этими матери­алами, может наблюдаться их сильное коррозионное разрушение и часто в виде питтинга, так как продукт окисления меди восста­навливаются на электроотрицательных металлах и образуют микрокатоды, на которых будет очень интенсивно протекать катодный процесс. Известны по этой причине разрушения цинка, алюминия и даже стали.

В химической промышленности медь успешно применяется для изготовления аппаратуры, контактирующей с растворами плавиковой, соляной, серной, фосфорной, уксусной и других жирных кис­лот. Скорость коррозии возрастает с увеличением кислотности и концентрации растворенного кислорода. Но все материалы на ос­нове меди сильно разрушаются в окислительных кислотах (азот­ная и др.). В щелочных растворах средней концентрации медь достаточно устойчива, но разрушается быстро в крепких растворах щелочи и особенно в горячих.

Во всех коррозионных средах коррозия меди контролируется скоростью катодного восстановления кислорода, поэтому любое размешивание коррозионной среды, движение медных деталей в растворе вызывает увеличение разрушения. Значительное воз­растание скорости коррозии меди за счет облегчения восстановления кислорода наблюдается при теплопереносе металла к раствору.

Коррозионное разрушение меди обычно равномерное, но может наблюдаться питтингообразование, однако механизм и условия возникновения такого разрушения плохо изучены. Можно все же говорить, что питтинг на меди появляется в бикарбо- натных растворах, когда их концентрация ниже 0,05 М. При введении в 0,1 М раствор NaHC03 хлоридов или сульфатов также возникают питтинги. Потенциал питтингообразо­вания при увеличении концентра­ции хлор- и сульфат-ионов смещается в отрицательную сторону. Потенциалы же коррозии меди далеко не всегда достигают значений питтингообразования, поэтому при корро­зионных испытаниях питтинг возникает далеко не на всех медных образцах. Возникновению питтинга способствует загрязнение поверхности различными осадками, а также присутствие различных включений в меди.