DETERMINAREA POTENTIALULUI DE COROZIUNE

Principiul lucrarii. Se defineste drept electrod sistemul electroneutru metal /solutie de electrolit. Electrozii pot fi reversibili si ireversibili. Electrozii reversibili sunt caracterizati de reactii de echilibru la interfata metal /solutie de electrolit. Cind solutia reprezinta un mediu coroziv reactiile la interfata metal /solutie de electrolit sunt ireversibile.Ca urmare a desfasurarii simultane a proceselor de ionizare a metalului (procese anodice) si si depolarizarii, reducerii agentilor corozivi din solutia de electrolit (procese catodice) pe aceiasi suprafata metalica, la interfata metal/mediu coroziv apare, spontan, o diferenta de potential numita potential de coroziune.

Procesul global al coroziunii cu depolarizare de hidrogen/oxigen se obtine prin insumarea algebrica a reactiilor de ionizare a metalului (oxidare) si a reactiei de depolarizare (reducere) a ionilor sau moleculelor din mediul coroziv.

Reactiile chimice in coroziunea cu depolarizare de hidrogen sunt:

In medii acide

(-) M M^+z +ze^- Reactie de ionizare a metulului (oxidare), ex: (-) Fe Fe⁺² + 2e^-

(+) zH⁺+ze^- z/2 H₂ Reactie de depolarizare (reducere), (+)2H⁺ + 2e^- H₂

R. globala: M+ zH⁺ M^+z + z/2 H₂ r. globala Fe + 2H⁺ Fe⁺² + H₂

In medii neutre si alcaline

(-) M M^+z +ze^- Reactie de oxidare, ex: (-) Fe Fe⁺² + 2e^-

(+) zH₂O+ze zOH^- + z/2 H₂ Reactie de depolarizare (reducere), (+) 2H₂O+2e^- 2OH^- + H₂

R. globala: M + zH₂O M^+z + zOH^- + z/2 H₂ r. globala Fe + 2H₂O Fe⁺² + 2OH^- + H₂

Coroziune cu depolarizare de oxigen:

In medii acide

(-) M M^+z +ze^- Reactie de oxidare, ex (-) Fe Fe⁺² + 2e^-

(+)zH⁺+z/4 O₂ +ze^- z/2H₂O Reactie de depolarizare,      (+)2H⁺+1/2 O₂ +2e^- H₂O

R. globala: M+ zH⁺+z/4 O₂ M^+z +z/2H₂O, r. globala Fe+ 2H⁺+1/2 O₂ Fe⁺² +2H₂O

In medii neutre si alcaline

(-) M M^+z +ze^- Reactie de oxidare, ex (-) Fe Fe⁺² + 2e^-

(+) z/2 H₂O +z/4O₂+ze zOH^- R. depolarizare (reducere),      (+) H₂O +1/2O₂+2e^- 2OH^-

R.globala: M+z/2 H₂O +z/4O₂ M(OH)_z , r. global Fe+ H₂O +1/2O₂ Fe(OH)₂

Supratensiunea se defineste matematic astfel:

unde _i este potentialul electrodului metalic strabatut de un curent electric (curent de descarcare, curent de electroliza , curent de coroziune), iar _i=o reprezinta potentialul de coroziune in circuit deschis, i=0.

In cazul coroziunii electrochimice : _{i= cor} si _i=o ^o sau _i=o ^o

Intre potentialele de electrod (de echilibru) si potentialul de coroziune la care se desfasoara simultan procesul anodic sau catodic al metalului, exista relatiile:

(2)

(3)

in care: _a - supratensiunea anodica ( _a>0), iar _c - supratensiunea catodice ( _c<0)

Potentialul de coroziune si supratensiunea depind de natura chimica si starea suprafetei metalului, de natura chimica si pH-ul mediului coroziv.

Scopul lucrarii. Se va determina potentialul de coroziune si se vor calcula supratensiunea anodica si catodica pentru Fe, Zn, Al supuse coroziunii in mediu acid (solutie H₂SO₄), in mediu bazic (solutie NaOH) si in mediu neutru (solutie NaCl).

In general in mediu acid are loc coroziunea cu depolarizare de hidrogen, iar in mediul neutru si alcalin - coroziunea cu depolarizare de oxigen.

Aparatura si substante: cuve cu solutii de acid sulfuric, hidroxid de sodiu si clorura de sodiu, electrozi de fier, zinc, aluminiu, instrument de masura.

Modul de lucru Se curata placutele metalice (electrozii) cu hartie metalografica inaintea fiecare masuratori. Se alcatuiesc pile galvanice in care un electrod este metalul introdus in mediul coroziv, iar celalalt electrodul de referinta:

(-) Me/H₂SO₄//electrod de referinta (+)

(-) Me/NaOH//electrod de referinta (+)

(-) Me/NaCl//electrod de referinta (+)

Ca electrod de referinta se poate folosi electrodul de Cu/CuSO₄(1N), cu Electrodul de referinta se conecteaza la bornele instrumentului de masura a tensiunii electromotoare si se noteaza valoarea t.e.m. indicata de afisajul electronic dupa doua minute cind se considera ca a atins o valoare relativ constanta.