28 Практическое применение электрохимических процессов в науке, технике, современном производстве.

1. Электросинтез

2. Электроанализ - разделение и анализ металлов при элект. растворов

3. Для получения активных металлов (от Li до Al) из расплавов

4. Для отчистки металлов от примесей

5. Гальваностегия – нанесение одного металла на другой, посредством электролиза для защиты от коррозии

6. Гальванопластика – метод получения точных копий с рельефных поверхностей

7. Извлечение металлов из руд

8. Электрофорез

9. Электродиализ (для опреснения воды)

29 Сущность коррозионных процессов металлов и сплавов. Классификация коррозионных процессов металлов.

Коррозия – разрушение металлов и сплавов под действием окружающей среды. Сущность коррозии: самопроизвольный процесс.

I Химическая коррозия – самопроизвольное разрушение металлов при взаимодействии с сухими газами и без конденсации влаги на поверхности металла или жидкими неэлектролитами. Химическая коррозия: 2Fe(тв)+Cl2(г)=FeCl3(ТВ); в жидких неэлектролитах (нефть и нефтепродукты, органические растворители)

II Электрохимическая коррозия – самопроизвольное разрушение металлов при их соприкосновении с растворами электролитов, в результате в системе возникает электрический ток. Протекает: 1) в растворах электролитах, в водных растворах кислот, солей, щелочей, морской воде; 2) в атмосфере любого влажного газ, в том числе в атмосфере планеты Земля; 3) в почве.

30 Основные процессы, протекающие при электрохимической коррозии металлов, их отличия от процессов, процессов протекающих в гальваническом элементе. Зависимость протекания процессов коррозии от pH среды.

1. Анодное окисление металла:

Fe° – 2e = Fe²+

2. Катодное восстановление окислителя (зависит от pH среды):

pH<7 – 2H+2e=H2°

pH=7 – O2+2H2O+4e=4OH¯

3. Вторичные химические реакции:

Me+nOH¯=Me(OH)n –pH=7

Me+An¯=Me(An)n –pH<7

4. Кроме первичных и вторичных процессов, происходит движение электронов в металле и ионов в электролите. Возникновение тока объясняет образование на поверхности металла микроскопических гальванических элементов.

Отличие процессов протекающих при электрохимической коррозии, от процессов гальванического элемента является отсутствие внешней цепи.

Электрохимическая коррозия может протекать на поверхности одного и того же металла, если: 1) в металле есть примеси; 2) во влажном воздухе при комнатной температуре; 3) в случае неравномерной аэрации поверхности металла.

31. Основные методы защиты металлов от коррозии. Применение ингибиторов. Рациональное конструирование. Легирование металлов. Протекторная защита металлов от коррозии.

Меры по защите от коррозии:

1. Изменение состава или свойств коррозионной среды:

1. Удаление раств. кислорода

2. Применение ингибиторов:

Уравнение механического ингибитора:

2Fe⁰ + 2Na₂Cr⁶⁺O₄ + 2H₂O = Fe₂³⁺O₃ + Cr₂³⁺O₃ + 4NaOH

2 Fe⁰ – 3e = Fe³⁺ 1 о-ние (восстанивитель)

Cr⁶⁺ + 3e = Cr³⁺ 3 1 в-ние (окислитель)

 Ингибиторы – это вещества, способные в малых количествах замедлять протекание химических процессов или останавливать их.  Ингибиторы взаимодействуют с промежуточными продуктами реакции или с активными центрами, на которых протекают химические превращения.

2. Применение защитных металлических покрытий:

1. Анодное покрытие

2. Катодная защита

3. Лакокрасочные покрытия

4. Легирование металлов

Леги́рование — добавление в состав материалов примесей для изменения (улучшения) физических и/или химических свойств основного материала. Легирование является обобщающим понятием ряда технологических процедур, различают объёмное (металлургическое) и поверхностное (ионное, диффузное и др.) легирование

5. Электронная защита

6. Метод рационального конструирования

7. Протекторная защита

Протекторная защита металла — способ антикоррозионной защиты, при котором защищаемой поверхности необходимо обеспечить контакт с более активным металлом. По отношению к железу, более активными металлами являются кадмий, хром, цинк, магний и другие металлы.

32. Защита металлов от коррозии путём нанесения анодных и катодных металлических покрытий. Уравнения анодных и катодных процессов в нейтральной и кислой среде. Способы получения металлических покрытий. Защита металлов от коррозии путем нанесения анодных и катодных металлических покрытий:

1. Анодная защита эффективна, если имеется механическое повреждение поверхности

2. Катодная защита эффективна в случае отсутствия металлического воздействия на поверхность

Способы получения металлических покрытий:

1. Металлизация (нанесение расплавов металла)

2. Термодиффузионный способ (нанесение порошков)

3. Химический способ (электролиз)

Уравнения анодных и катодных процессов в нейтральной и кислой среде:

1. Анодный процесс:

Zn (A) E_Zn/Zn²⁺ = -0.76B

Fe (K) E_Fe/Fe²⁺ = -0.44B

A(-) Zn⁰-2e = Zn²⁺ A(-) Zn⁰ – 2e = Zn²⁺

K(+) 2H⁺ + 2e = H₂ (Fe) K(-) 2H₂O + O₂ +4e = 4OH^- (Fe)

2. Катодный:

Sn (A) E_Fe/Fe²⁺ = -0.44B

Fe (K) E_Sn/Sn²⁺ = -0.14B

A(-) Fe⁰ - 2e = Fe²⁺ A (-) Fe⁰ – 2e = Fe²⁺

K(+) 2H⁺ + 2e = H₂ (Sn) K(+) 2H₂O + O₂ + 4e = 4OH^- (Sn)