4. Коррозия металлов. Основные виды коррозии металлов. Методы защиты металлов от коррозии.

2. с. 536–543; 11. с. 360–366.

Коррозия металлов – окислительно-восстановительный процесс разрушения металлов за счёт протекания химических или электрохимических реакций с их участием.

Химическая коррозия всегда осуществляется в неэлектропроводной среде и не сопровождается образованием гальванических элементов (возникновением электрического тока).

Различают газовую и жидкостную химическую коррозию.

Газовая коррозия заключается в разрушении металлов за счёт взаимодействия с газами или парами агрессивных веществ – O₂, H₂O, CO₂, SO₂, H₂S, HCl, Cl₂. Она может осуществляться как при комнатной, так и при высоких температурах.

Например, при комнатной температуре серебро медленно корродирует в атмосфере сероводорода, покрываясь чёрным налётом сульфида серебра:

4Ag + 2H₂S +O₂ = 2Ag₂S + 2H₂O

Медь и её сплавы (бронза, латунь) корродируют во влажном воздухе, покрываясь зелёным налётом основной соли – карбоната гидроксомеди(II):

2Сu + O₂ + CO₂ + H₂O = (CuOH)₂CO₃.

При высокой температуре за счёт взаимодействия металлов с кислородом корродируют сопла ракетных двигателей, лопатки газовых турбин, элементы электронагревателей.

Жидкостная коррозия – разрушение металлов за счёт их взаимодействия с агрессивными жидкостями-неэлектролитами – бромом, расплавленной серой, олеумом, а также с нефтепродуктами, в которых содержатся коррозионноактивные соединения серы (меркаптаны, сероводород). Например, металлические трубы, по которым перекачиваются нефть или нефтепродукты, медленно разрушаются за счёт образования на их внутренней поверхности сульфида железа(II):

Fe + S_(нефть) = FeS.

Электрохимическая коррозия протекает только в электропроводной среде за счёт образования микроскопических гальванических элементов и сопровождается возникновением электрического тока.

Наиболее распространённым видом электрохимической коррозии является контактная коррозия. Она осуществляется при контакте двух металлов в электропроводной среде (в растворе электролита) за счёт образования гальванического элемента. Например, оцинкованная жесть (железо, покрытое слоем цинка) подвергается электрохимической коррозии даже в такой неагрессивной среде, как природная вода, содержащая растворённые О₂ и СО₂ (атмосферная коррозия). Более активный металл (анод, Zn) окисляется по схеме:

Zn⁰ – 2 = Zn²⁺.

Образующиеся при этом катионы цинка переходят в раствор, а свободные электроны направляются на поверхность менее активного металла (катода, Fe). Возникающий при этом направленный поток электронов представляет собой электрический ток. На поверхности железа, содержащей избыток электронов, молекулы воды и кислорода восстанавливаются, превращаясь в гидроксид-анионы по схеме:

2H₂O + O₂ + 4 = 4OH^–.

Анионы OH^– соединяются с катионами Zn²⁺, находящимися у поверхности анода, образуя на ней рыхлый слой малорастворимого гидроксида Zn(OH)₂.

Таким образом, при электрохимической коррозии всегда разрушается более активный металл (анод), а на поверхности менее активного металла (на катоде) протекают процессы восстановления катионов или молекул, содержащихся в растворе электролита.