2.10 Коррозия олова
Стандартные электродные потенциалы олова в водных растворах имеют значения 0Sn2+/Sn =-0,14 B, 0Sn4+/Sn =+0,15 B. Поэтому олово может корродировать с водородной, кислородной, а также с участием других элементов деполяризацией.
На воздухе олово при комнатной температуре не корродирует, но нагретое выше температуры плавления разрушается с кислородной деполяризацией и постепенно превращается в диоксид олова SnO2.
Вода не действует на олово. В разбавленных соляной и серной кислотах коррозия идёт очень медленно, что объясняется большим перенапряжением выделения водорода на этом металле. Концентрированные растворы этих кислот, особенно при нагревании, растворяют олово. При этом в соляной кислоте (деполяризатор водород) получается хлорид олова (II), а в серной ─ сульфат олова (IV) (деполяризатор сера).
,
.
В азотной кислоте олово корродирует тем интенсивнее, чем выше концентрация кислоты и температура. В разбавленной кислоте образуется растворимый нитрат олова (II). Возможные реакции
и
.
В концентрированной кислоте образуются соединения олова (IV), главным образом нерастворимая -оловянная кислота, состав которой приблизительно соответствует формуле H2SnO3
.
В реакциях деполяризатор ─ азот.
Концентрированные щёлочи вызывают коррозию олова с водороднй деполяризацией. При этом получаются станниты ─ соли оловянистой кислоты H2SnO2
.
В растворах станниты существуют в гидратированных формах, образуя гидроксостанниты, например,
.
На воздухе олово покрывается тонкой оксидной плёнкой, обладающей защитным действием. Поэтому в условиях несильного коррозионного воздействия оно является химически стойким металлом.
Около 40 % всего выплавляемого олова расходуется для покрытия им изделий из железа, соприкасающихся с продуктами питания, прежде всего, консервных банок. Это объясняется химической стойкостью Sn, а также тем, что оно легко наносится на железо и продукты его коррозии мало токсичны.
1
3 Экспериментальная часть
3.1 Подготовка образцов к испытанию
Образцы металлов, размерами 40·20·(1…5) мм с отверстием, зачищают наждачной бумагой или при необходимости напильником. Измеряют штангенциркулем (или линейкой) их размеры с точностью до 0,1 мм, обезжиривают органическим растворителем (ацетоном, бензином, керосином) и взвешивают на аналитических весах с точностью до 0,0002 г.
3.2 Установление коррозионной стойкости металлов или сплавов в растворах гидроксида натрия и хлористого натрия
Коррозионную стойкость металлов или сплавов определяют весовым методом.
В химические стаканчики (колбы) наливают 5 %-ный раствор щелочи и 10 %-ный раствор хлорида натрия и погружают в них на подвесках испытуемые образцы (рисунок 3) так, чтобы уровень жидкости находился от верхнего края образца на расстоянии приблизительно 10 мм.
3
1 4
2 5
1 ─ Стеклянная колба для раствора; 2 ─ раствор для испытаний; 3 ─ крышка; 4 ─ стеклянная подвеска; 5 ─ образец
Рисунок 3 ─ Химическая ячейка для определения коррозии металлов в щелочных и нейтральных средах
Образцы выдерживают в течение 1,5 часа, после чего их извлекают из растворов, промывают водой (желательно дистиллированной), протирают мягкой (карандашной) резинкой для удаления шлама и продуктов коррозии. После этого снова промывают водой, сушат фильтровальной бумагой, затем на воздухе в течение 5–10 минут и взвешивают на аналитических весах. Результаты измерений записывают в табли- цу 1.
Таблица 1 – Скорость коррозии и коррозионная стойкость металлов (сплавов) в растворах гидроксида натрия и хлористого натрия при температуре опыта (t =… °С)
|
Номер опыта (сре-да) |
Мате-риал образца |
Поверх- ность образца S, см2 |
Масса образца |
Время опыта , ч |
Массовый показатель скорости коррозии, г/см2ч |
Глубинный показатель скорости коррозии, мм/год |
Баллы корро- зион- ной стой-кости | |
|
до кор-розии m0, г |
после корро-зии m1, г | |||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|