Giáo trình Điện Hóa Học - Chương 9 pps

116 Chơng 9 Chơng 9Chơng 9 Chơng 9 Ăn mòn và bảo vệ kim loại Ăn mòn và bảo vệ kim loạiĂn mòn và bảo vệ kim loại Ăn mòn và bảo vệ kim loại 9 99 9.1. Ăn mòn kim loại .1. Ăn mòn kim loại.1. Ăn mòn kim loại .1. Ăn mòn kim loại 9.1.1. Định nghĩa và phân loại ăn mòn kim loại a- Định nghĩa: Ăn mòn kim loại là sự phá huỷ kim loại khi chúng tiếp xúc với môi trờng xung quanh. Hiện tợng ăn mòn là quá trình chuyển kim loại thành trạng thái oxi hoá (ion). b- Phân loại ăn mòn kim loại: Tuỳ theo cơ chế xảy ra quá trình ăn mòn, ngời ta chia hiện tợng ăn mòn kim loại ra làm 3 loại: ăn mòn hoá học, ăn mòn sinh học và ăn mòn điện hóa. * Ăn mòn hoá học: Là sự ăn mòn kim loại do quá trình tơng tác của bề mặt kim loại với môi trờng xung quanh, xảy ra theo cơ chế của các phản ứng hoá học dị thể, nghĩa là phản ứng chuyển kim loại thành ion chỉ xảy ra ở cùng một giai đoạn. Quá trình ăn mòn hoá học có thể xảy ra trong môi trờng khí khô (SO 2 , CO 2 , H 2 S, O 2 ) ở nhiệt độ cao hoặc trong môi trờng các chất không điện li dạng lỏng (nh sự ăn mòn thiết bị, ống dẫn nhiên liệu lỏng có lẫn các hợp chất lu huỳnh). * Ăn mòn sinh học: Là sự ăn mòn kim loại gây ra do tác động của một số vi sinh vật có trong môi trờng đất, nớc * Ăn mòn điện hoá: Là sự ăn mòn kim loại do tơng tác của bề mặt với môi trờng xung quanh, xảy ra theo cơ chế điện hoá, tuân theo các qui luật của động học điện hoá. Ăn mòn điện hoá xảy ra theo hai quá trình kèm nhau sau đây: - Quá trình anôt là quá trình chuyển kim loại vào dung dịch ở dạng các ion hyđrat hoá. - Quá trình catôt là quá trình nhận electron từ kim loại của các chất khử cực. Đối với các kim loại tinh khiết và đồng nhất phản ứng anôt và catôt của ăn mòn kim loại xảy ra trên cùng một diện tích bề mặt. Đối với kim loại không đồng nhất hoặc không tinh khiết, phản ứng catôt và anôt của ăn mòn điện hoá xảy ra ở hai vùng khác nhau trên bề mặt kim loại. Hình 9.1. Hình 9.1.Hình 9.1. Hình 9.1. Quá trình ăn mòn hóa học (a) và điện hóa kim loại (b) 117 9.1.2. Cạc chè tiãu âạnh giạ mỉïc âäü àn mn: * Cạc chè tiãu àn mn âỉåüc chia lm hai loải: chè tiãu âënh tênh v chè tiãu âënh lỉåüng. - Âënh tênh quạ trçnh àn mn nhàòm så bäü phán loải hiãûn tỉåüng, xem xẹt ngun nhán v âàûc tênh ca quạ trçnh àn mn thäng qua quan sạt bàòng màõt thỉåìng, bàòng kênh hiãøn vi. - Âënh lỉåüng àn mn bao gäưm: + Täúc âäü àn mn khäúi lỉåüng (P kl ): Täúc âäü àn mn khäúi lỉåüng kim loải âỉåüc xem l khäúi lỉåüng kim loải bë máút âi do àn mn tênh trãn mäüt âån vë diãûn têch bãư màût, trong mäüt âån vë thåìi gian: (9.1) m 1 , m 2 : khäúi lỉåüng kim loải trỉåïc v sau khi bë àn mn (g); S : diãûn têch bãư màût kim loải (cm 2 ); t : thåìi gian (ngy); + Täúc âäü thám nháûp (P tn ): Täúc âäü thám nháûp (P tn ) l chiãưu sáu trung bçnh tênh tỉì bãư màût ban âáưu ca kim loải bë àn mn sau mäüt nàm: ((9.2) ρ : l khäúi lỉåüng riãng ca kim loải (g/cm 3 ) + Ngoi ra, täúc âäü àn mn cọ thãø âỉåüc âo bàòng máût âäü dng àn mn i am hồûc theo thãø têch khê hiârä thoạt ra * Dỉûa vo täúc âäü thám nháûp P tn ngỉåìi ta chia kim loải thnh 3 nhọm: 1. 1.1. 1. Nhọm cạc kim loải cọ P tn < 0,125 mm/nàm âỉåüc coi l ráút bãưn àn mn. 2. 2.2. 2. Nhọm cạc kim loải cọ P tn = 0,125 - 1,25 mm/nàm âỉåüc coi l kim loải bãưn àn mn trung bçnh. 3. 3.3. 3. Nhọm cạc kim loải cọ P tn > 1,25 mm/nàm âỉåüc coi l khäng bãưn àn mn. Tỉång ỉïng, ngỉåìi ta cng chia täúc âäü àn mn thnh 3 loải: cháûm, trung bçnh v nhanh. Cạch phán loải ny chè mang tênh tỉång âäúi vç cn phủ thüc vo quan hãû giỉỵa bn cháút ca váût liãûu v hoảt tênh ca mäi trỉåìng. P kl = t S mm . 21 − (g/cm 2 .ngay) P tn = ρ 365. kl P (cm/nàm hồûc mm/nàm) 118 Vờ duỷ: mọỹt kim loaỷi õổồỹc coi laỡ khọng bóửn n moỡn trong nổồùc ngoỹt, nhổng vồùi cuỡng tọỳc õọỹ n moỡn ỏỳy trong nổồùc bióứn laỷi õổồỹc xem laỡ khaù bóửn. * Tọỳc õọỹ n moỡn khọỳi lổồỹng ( P kl ) tố lóỷ thuỏỷn vồùi mỏỷt õọỹ doỡng n moỡn (i am ) theo õởnh luỏỷt Faraday: (9.3) i am (A/cm 2 ); M: Nguyón tổớ lổồỹng cuớa kim loaỷi (g); t: thồỡi gian (s) trong mọỹt ngaỡy õóm (= 24*3600 s); n: sọỳ electron trao õọứi cuớa mọỹt nguyón tổớ kim loaỷi; F: hũng sọỳ Faraday (F = 96500) 9.1.3. Cơ sở nhiệt động học của ăn mòn điện hoá Tỏỳt caớ moỹi quaù trỗnh n moỡn coù mọỹt nguyón nhỏn chung: kim loaỷi khọng bóửn nhióỷt õọỹng trong caùc õióửu kióỷn tổồng taùc vồùi mọi trổồỡng xung quanh. óứ nghión cổùu nhióỷt õọỹng hoỹc cuớa n moỡn õióỷn hoùa, ngổồỡi ta xỏy dổỷng caùc giaớn õọử mọ taớ tổồng quan giổợa thóỳ () vaỡ pH cuớa dung dởch, coỡn goỹi laỡ giaớn õọử Pourbaix. H 2 = 2H + + 2e 5 10 14 pH 0 1,2 4e + O 2 + 2H 2 O = 4OH - Hỗnh Hỗnh Hỗnh Hỗnh 9 99 9.2 .2.2 .2. Giaớn õọử Pourbaix cuớa õióỷn cổỷc hiõro vaỡ oxi - ổồỡng ab bióứu dióựn thóỳ cỏn bũng cuớa õióỷn cổỷc H + /H 2 ồớ aùp suỏỳt 1atm. 2H + + 2e H 2 + Nóỳu thóỳ cuớa mọỹt õióỷn cổỷc naỡo õoù thỏỳp hồn õổồỡng ab thỗ trón õióỷn cổỷc õoù xaớy ra quaù trỗnh khổớ H + : 2H + + 2e H 2 + thóỳ cao hồn (dổồng hồn) õổồỡng ab xaớy ra phaớn ổùng oxi hoùa H 2 : H 2 - 2e 2H + P kl = tM F n i am . (g/cm 2 .ngay) 119 Mọỹt hồỹp phỏửn cuớa nổồùc laỡ ion H + õổồỹc hỗnh thaỡnh do õoù nổồùc bóửn. - ổồỡng cd bióứu dióựn thóỳ cỏn bũng cuớa oxi: O 2 + 2H 2 O + 4e 4OH - + thóỳ cao hồn õổồỡng cd xaớy ra phaớn ổùng oxi hoùa OH - thaỡnh O 2 : 4OH - - 4e O 2 + 2H 2 O + thóỳ thỏỳp hồn õổồỡng cd xaớy ra phaớn ổùng khổớ O 2 thaỡnh OH - : O 2 + 2H 2 O + 4e 4OH - Vuỡng nũm giổợa hai vuỡng ab vaỡ cd laỡ vuỡng ọứn õởnh õióỷn hoùa cuớa nổồùc ồớ aùp suỏỳt 1 atm. * Nhổ vỏỷy, õióửu kióỷn cỏửn thióỳt õóứ kim loaỷi bở n moỡn õióỷn hoùa keỡm theo vióỷc giaới phoùng H 2 ồớ 1atm, 25 0 C laỡ: 2 / / 0,059 n Me Me H H pH + + < = - Khi pH cuớa dung dởch tng thỗ õióỷn cổỷc hiõrọ caỡng ỏm nón quaù trỗnh n moỡn õióỷn hoùa giaớm. - Sổỷ n moỡn õióỷn hoùa coù keỡm theo quaù trỗnh khổớ ion H + thổồỡng õổồỹc goỹi laỡ sổỷ n moỡn coù hióỷn tổồỹng khổớ phỏn cổỷc hiõrọ. * Trong thổỷc tóỳ, caùc dung dởch nổồùc õóứ ngoaỡi khọng khờ luọn coù oxi hoỡa tan vaỡ oxi õoùng vai troỡ laỡ chỏỳt oxi hoùa. Nóỳu 2 2 / / / n H H Me Me O OH + + < < = 1,23 - 0,059pH thỗ kim loaỷi bóửn nhióỷt õọỹng õọỳi vồùi sổỷ n moỡn õióỷn hoùa bồới sổỷ khổớ phỏn cổỷc hiõrọ nhổng laỷi khọng bóửn khi coù oxi do coù sổỷ khổớ phỏn cổỷc oxi xaớy ra. Vỏỷy 2 / / n Me Me O OH + < = 1,23 - 0,059 pH: kim loaỷi bở n moỡn õióỷn hoùa keỡm theo sổỷ khổớ phỏn cổỷc oxi. Vờ duỷ: Xem Cu coù thóứ bở phaù huớy trong mọi trổồỡng coù pH = 3 hay khọng? Cu 2+ + 2e Cu H+/H2 = - 0,059pH = - 0,059.3 = - 0,177V Vỏỷy H+/H2 < Cu2+/Cu < O2/H2O do õoù Cu khọng bở n moỡn bồới H + nhổng bở n moỡn bồới oxi hoỡa tan. * Caùc kim loaỷi coù thóỳ dổồng hồn thóỳ cuớa oxi nhổ Au, Pt khọng bở n moỡn ngay trong dung dởch chổùa oxi. O2/H2O = 1,23 - 0,059pH = 1,23 - 0,059.3 = 1,053V Cu2+/Cu = 0,34 + . 2 F RT ln[Cu 2+ ] = 0,34 + . 2 059,0 lg[10 -6 ] = 0,163V 120 9.2. 9.2. 9.2. 9.2. Cơ chế quá trình ăn mòn điện hoá kim loại Cơ chế quá trình ăn mòn điện hoá kim loạiCơ chế quá trình ăn mòn điện hoá kim loại Cơ chế quá trình ăn mòn điện hoá kim loại 9.2.1. n moỡn kim loaỷi õọửng thóứ trong dung dởch axit Khaớo saùt quaù trỗnh ngỏm Fe vaỡo dung dởch axit (pH < 2). Coù 5 phaớn ổùng õióỷn cổỷc: Fe Fe 2+ + 2e (1) H 2 2H + + 2e (2) H 2 + 2OH - 2H 2 O + 2e (3) 2H 2 O O 2 + 4H + + 4e (4) 4OH - O 2 + 2H 2 O + 4e (5) Theo quan õióứm nhióỷt õọỹng hoỹc thỗ phaớn ổùng (2) vaỡ (3) laỡ nhổ nhau; phaớn ổùng (4) vaỡ (5) laỡ nhổ nhau, coù cuỡng cỏn bũng. Giaớ thuyóỳt laỡ dung dởch õổồỹc õuọứi saỷch khờ O 2 vaỡ phaớn ổùng (3) xaớy ra rỏỳt yóỳu. Ta chố xeùt cỏn bũng: Fe 2+ + 2e Fe 0 = - 0,44V 2H + + 2e H 2 0 = 0,00V - Khi chổa coù H + thỗ ta cỏn bũng cuớa Fe vaỡ Fe 2+ - Khi coù H + thỗ H + seợ lỏỳy e cuớa Fe laỡm cho thóỳ cuớa Fe 2+ /Fe dởch chuyóứn vóử phờa dổồng taỷo õióửu kióỷn cho Fe hoỡa tan thaỡnh Fe 2+ vaỡ H + thaỡnh H 2 . Vóử mỷt õọỹng hoỹc coù thóứ chia phaớn ổùng thaỡnh hai phỏửn: Fe - 2e Fe 2+ (phaớn ổùng anot) 2H + + 2e H 2 (Fe) (phaớn ổùng catọt) Thóỳ õióỷn cổỷc cuớa Fe seợ thay õọứi vaỡ coù giaù trở nũm giổợa hai giaù trở thóỳ cỏn bũng vaỡ õaỷt õóỳn giaù trở õióỷn thóỳ họựn hồỹp (õióỷn thóỳ ọứn õởnh) hoỷc thóỳ n moỡn c . Taỷi giaù trở naỡy hóỷ õaỷt õóỳn traỷng thaùi ọứn õởnh. Hỗn HỗnHỗn Hỗnh h h h 9 99 9.3. .3 3. .3. ổồỡng cong phỏn cổỷc cuớa H 2 vaỡ Fe cb FeFe +2 = 0 2 FeFe + + 2 059,0 .lg +2 Fe C ; cb HH 2 + = - 0,059 pH i K H 2 C Fe - 121 Ban õỏửu i a Fe > i c H+ õóỳn mọỹt luùc naỡo õoù i a Fe = i c H+ - Nóỳu xeùt tổỡng nhaùnh mọỹt vồùi tổỡng phaớn ổùng: + Vồùi Fe: i a Fe = i Fe - i Fe + Vồùi H + : i c H+ = i H2 - i H2 Taỷi thóỳ ọứn õởnh: i Fe - i Fe = i H2 - i H2 Hay: i Fe + i H2 = i H2 + i Fe ọỳi vồùi hóỷ nhióửu quaù trỗnh thỗ: a i = k i (tọứng tọỳc õọỹ quaù trỗnh anọt bũng tọứng tọỳc õọỹ quaù trỗnh catọt) giaù trở thóỳ n moỡn c thỗ Fe a i = + H c i = i corr Ta coù: i corr = ( Fe a i ) corr = 0 Fe i .exp{ RT nF ( corr - Fe cb )} i corr = ( + H c i ) corr = 0 H i .exp{ RT nF)1( ( corr - H cb )} Phổồng trỗnh õọỳi vồùi õổồỡng cong phỏn cổỷc tọứng: i = Fe a i - + H c i Trong õoù: Fe a i = 0 Fe i .exp{ RT nF [( - corr ) + ( corr - Fe cb )]} = i corr .exp{ RT nF [( - corr )} + H c i = + H i 0 .exp{- RT nF)1( [( - corr ) + ( corr - + H cb )]} = + H i 0 exp{- RT nF)1( ( - corr )} .exp{- RT nF)1( ( corr - + H cb )} + H c i = i corr .exp{- RT nF)1( ( - corr )} - corr = laỡ giaù trở phỏn cổỷc cuớa õióỷn cổỷc bở n moỡn. Phổồng trỗnh õổồỡng cong phỏn cổỷc tọứng: i = Fe a i - + H c i = i corr .[exp( ) RT nF Fe - exp( ) )1( RT nF H + (*) 122 - Nãúu thỉìa nháûn α Fe = α H+ = 0,5 v åí giạ trë ∆ϕ<< RT/nF thç phỉång trçnh (*) tråí thnh: i = i corr .nF∆ϕ/RT (ạp dủng: khi x<<1 thç e x = 1+x) Hồûc: ∆ϕ = RT/nF . i/i corr Âiãûn tråí phán cỉûc: R p = RT/nF . 1/i corr Do váûy, tỉì âỉåìng cong phán cỉûc ca phn ỉïng àn mn, ta cọ thãø xạc âënh âỉåüc täúc âäü àn mn. - ÅÍ ∆ϕ >> RT/nF i = Fe a i = i corr .exp( ) RT nF Fe ϕα ∆ (khi phán cỉûc vãư phêa ráút dỉång) v: i = + H c i = - i corr .exp( ) )1( RT nF H ϕα ∆−− + (khi phán cỉûc vãư phêa ráút ám) Hçnh Hçnh Hçnh Hçnh 9 99 9.4. .4 4. .4. Gin âäư âỉåìng cong phán cỉûc ϕ - lgi xác định ϕ corr v i corr Tỉì gin âäư Evans v âỉåìng cong phán cỉûc ta tháúy täúc âäü àn mn kim loải phủ thüc vo dảng âỉåìng cong phán cỉûc anät v catät. Do váûy, khäng chè nhỉỵng tênh cháút nhiãût âäüng (âiãûn thãú cán bàòng) m c tênh cháút âäüng hc ca phn ỉïng cng ráút quan trng. Âiãûn thãú cán bàòng cọ thãø dng âãø xẹt xem liãûu phn ỉïng àn mn cọ xy ra hay khäng. Vê dủ cọ thãø dãù dng nháûn tháúy Cu sảch khäng bë àn mn trong dung dëch H 2 SO 4 khäng cọ oxi vç cb CuCu E / 2+ ln ln dỉång hån cb HH E 2 / + . Tuy nhiãn, âiãưu ny khäng cọ nghéa l Cu khäng bë àn mn trong dung dëch axit cọ hm lỉåüng oxi nh. Cạc ion - ϕ ϕ H ϕ c ϕ Fe lgi c 123 taỷo phổùc (nhổ Cl - , NH 3 ) coù thóứ aớnh hổồớng laỡm cho cb CuCu E / phổùc < cb HH E 2 / + vaỡ nhổ vỏỷy n moỡn coù thóứ xaớy ra. Vờ duỷ: Cu + 2Cl - CuCl 2 - + e cb CuCuCl E / 2 = + 0,194 + 0,059.lg 2 2 Cl CuCl C C Vồùi C Cl - = 1 vaỡ 2 CuCl C = 10 -6 thỗ cb CuClCu E 2 / = - 0,16V Vỏỷy taỷi giaù trở pH naỡo õoù Cu coù thóứ hoỡa tan trong dung dởch HCl vaỡ giaới phoùng H 2 . - Xeùt tọỳc õọỹ n moỡn Fe saỷch vaỡ Zn saỷch trong H 2 SO 4 õaợ õuọứi khờ Sồ õọử õổồỡng cong phỏn cổỷc (xỏy dổỷng trón cồ sồớ caùc giaù trở ổồùc tờnh cuớa caùc thọng sọỳ õọỹng hoỹc cuớa caùc phaớn ổùng) cho thỏỳy aớnh hổồớng cuớa caùc thọng sọỳ õọỹng hoỹc õọỳi vồùi quaù trỗnh n moỡn. Mỷc duỡ cb Zn ỏm hồn cb Fe rỏỳt nhióửu nhổng tọỳc õọỹ n moỡn cuớa Fe vaỡ Zn hỏửu nhổ laỡ bũng nhau. C H+ = 1; 0 / 2 ZnH i = 10 -6 A/m 2 ; 0 / 2 FeH i = 10 -2 A/m 2 C Fe2+ = 10 -6 ; 0 Fe i = 10 -7 A/m 2 ; C Zn2+ = 10 -6 ; 0 Zn i = 10 -3 A/m 2 Hỗnh Hỗnh Hỗnh Hỗnh 9 99 9.5. .5 5. .5. Đổồỡng cong phỏn cổỷc cuớa Fe vaỡ Zn trong dung dởch H 2 SO 4 õaợ õổồỹc õuọứi khờ 9.2.2. n moỡn kim loaỷi õọửng thóứ trong dung dởch nổồùc gỏửn trung tờnh Trong dung dởch nổồùc gỏửn trung tờnh ta coù phaớn ổùng: 124 M n+ + ne M 2H 2 O + 2e H 2 + 2OH - OH cb i 2 = 0 2 OH i . exp{ } )1( RT nF Nóỳu dung dởch tióỳp xuùc vồùi khọng khờ thỗ coù phaớn ổùng khổớ oxi hoỡa tan: cb O E 2 = E 0 + F RT 4 .ln 4 2 OH O C P Vồùi pH = 7; P O2 = 0,2 atm; t = 25 0 C thỗ cb O E 2 = + 0,81V Nhổ vỏỷy nhổợng kim loaỷi coù õióỷn thóỳ cỏn bũng dổồng hồn cb H E + coù thóứ bở n moỡn trong caùc dung dởch coù chổùa oxi hoỡa tan do sổỷ khổớ oxi. Trong trổồỡng hồỹp naỡy tọỳc õọỹ quaù trỗnh khuóỳch taùn O 2 seợ quyóỳt õởnh tọỳc õọỹ cuớa quaù trỗnh n moỡn. Daỷng õổồỡng cong phỏn cổỷc nhổ sau: Hỗnh Hỗnh Hỗnh Hỗnh 9 99 9.6 .6.6 .6. Đổồỡng cong phỏn cổỷc cuớa kim loaỷi trong dung dởch chổùa oxi hoỡa tan Doỡng n moỡn i corr = - i L,O2 = - 4FD O2 0 2 O C 9.2.3. n moỡn kim loaỷi khọng nguyón chỏỳt - ởnh tờnh quaù trỗnh n moỡn: Khaớo saùt sổỷ n moỡn Zn coù lỏựn Cu trong dung dởch H 2 SO 4 Vỗ Zn cb < Cu cb nón Zn vaỡ Cu taỷo vi pin. (Zn) Zn - 2e = Zn 2+ (Cu) 2H + + 2e = H 2 Vỗ CuH / 2 < ZnH / 2 nón tọỳc õọỹ thoaùt H 2 /Cu lồùn hồn tọỳc õọỹ thoaùt H 2 /Zn, do õoù tọỳc õọỹ n moỡn Zn trong trổồỡng hồỹp coù nhióựm Cu lồùn hồn Zn tinh khióỳt. O2 cb (1): Khọng khuỏỳy (2): Coù khuỏỳy M cb 1 2 ` lgi 125 - ởnh lổồỹng quaù trỗnh n moỡn: + Zn nguyón chỏỳt: 2 H = E c - cb H E 2 = - 0,76 - 0,00 = - 0,76 V i corr = i M - i M = i H2 - i H2 2 H = a + blgi - 0,76 = - 1,24 - 0,12 lgi H2 (tra baớng hóỷ sọỳ a vaỡ b) i H2 = 10 -4 A/cm 2 + Zn nhióựm bỏứn: ZnH / 2 = - 1,24 - 0,12lgi Zn H 2 (caùc hóỷ sọỳ a, b tra baớng) PbH / 2 = - 1,56 - 0,12lgi Pb H 2 AgH / 2 = - 0,95 - 0,12lgi Ag H 2 FeH / 2 = - 0,70 - 0,12lgi Fe H 2 i corr = i H2 = 0,99.i Zn H + 0,01.i M H 2 (Zn nhióựm bỏứn 1%) Giaớ sổớ bóử mỷt kim loaỷi hoaỡn toaỡn õúng thóỳ, õaỷi lổồỹng i M H 2 cho bỏỳt kyỡ kim loaỷi bỏứn naỡo coù thóứ bióứu dióựn laỡ tọỳc õọỹ thoaùt H 2 trón Zn. Vờ duỷ: PbH / 2 = ZnH / 2 = E Zn corr - E 2 H cb - 1,24 - 0,12lgi Zn H 2 = - 1,56 - 0,12lgi Pb H 2 i Pb H 2 / i Zn H 2 = 10 -2,7 i corr = i H2 = 0,99.i Zn H + 0,01.10 -2,7 .i Zn H = 0,99.i Zn H Do đó, sổỷ nhióựm bỏứn Pb ồớ Zn khọng laỡm tng tọỳc õọỹ n moỡn maỡ coỡn laỡm giaớm noù. + Vồùi sổỷ nhióựm bỏứn Ag: i corr = 3,5.i Zn H 2 + Vồùi sổỷ nhióựm bỏứn Fe: i corr = 317.i Zn H 2 Nh vậy, khi kim loại bị nhiễm bẩn bởi một kim loại có quá thế hydro nhỏ hơn Nh vậy, khi kim loại bị nhiễm bẩn bởi một kim loại có quá thế hydro nhỏ hơn Nh vậy, khi kim loại bị nhiễm bẩn bởi một kim loại có quá thế hydro nhỏ hơn Nh vậy, khi kim loại bị nhiễm bẩn bởi một kim loại có quá thế hydro nhỏ hơn thì tốc độ ăn mòn kim loại do H thì tốc độ ăn mòn kim loại do Hthì tốc độ ăn mòn kim loại do H thì tốc độ ăn mòn kim loại do H + ++ + tăng; ngợc lại nếu nhiễm bẩn bởi kim loại có quá thế tăng; ngợc lại nếu nhiễm bẩn bởi kim loại có quá thế tăng; ngợc lại nếu nhiễm bẩn bởi kim loại có quá thế tăng; ngợc lại nếu nhiễm bẩn bởi kim loại có quá thế hydro lớn hơn thì tốc độ ăn mòn kim loại bởi H hydro lớn hơn thì tốc độ ăn mòn kim loại bởi Hhydro lớn hơn thì tốc độ ăn mòn kim loại bởi H hydro lớn hơn thì tốc độ ăn mòn kim loại bởi H + ++ + giảm. giảm. giảm. giảm. 9 99 9.3 .3.3 .3. . . . Sự thụ động Sự thụ độngSự thụ động Sự thụ động hóa kim loại hóa kim loại hóa kim loại hóa kim loại 9.3.1. ọỹng hoỹc n moỡn kim loaỷi thuỷ õọỹng Sổỷ thuỷ õọỹng hoùa kim loaỷi laỡ quaù trỗnh taỷo maỡng oxit, hyõroxit lón bóử mỷt kim loaỷi laỡm ngn caớn quaù trỗnh hoỡa tan anọt kim loaỷi vaỡ do õoù laỡm giaớm õaùng kóứ tọỳc õọỹ n moỡn kim loaỷi. [...]... 197 7 13 R.Gaboriaud, Physico-Chimie des Solutions, Masson, Paris 199 6 14 J Volke- F Liska, Electrochemistry in Organic Synthesis, Springer- Verlag 199 4 15 C.A.C Sequeira, Environmental Oriented Electrochemistry, Elsevier, amsterdamLondon-New york-Tokyo, 199 4 16 Denny A Jones, Principle and prevention of corrosion, Prentice Hall - USA - 199 6 17 Carl H Hamann, Electrochemistry, New York - Weinheim -. .. loải s bë thủ âäüng Etâ 9. 9 Hçnh 9. 9 Âỉåìng cong phán cỉûc anät khi thủ âäüng h häc kim lo¹i Vê dủ: Ngám Fe trong axit HNO3 âáûm âàûc (>86%) 3H+ + NO 3- + 2e → HNO2 + H2O E0 = + 0,9V - Täúc âäü khỉí ca NO 3- ráút låïn nãn Fe dãù råi vo trảng thại thủ âäüng - Khi cọ màût cạc ion Cl-, Br-, I- dáùn âãún hiãûn tỉåüng phạ våỵ mng thủ âäüng v gáy àn mn củc bäü do phn ỉïng: Me + H2O + Cl- → MeOHCl + H+ + 2e →... H¶i-TrÇn Kim Thanh, Gi¸o tr×nh Ho¸-LÝ T3, Nhµ xt b¶n Gi¸o dơc 198 3 2 Ngun V¨n T, Ho¸ lý T4, Nhµ xt b¶n Gi¸o dơc - Hµ néi 199 9 3 Phan L−¬ng CÇm, ¡n mßn vµ b¶o vƯ kim lo¹i, Tr−êng ®¹i häc B¸ch khoa Hµ néiTr−êng ®¹i häc Kü tht Delft Hµ Lan, Hµ néi 198 5 4 Ngun V¨n D - TrÇn HiƯp H¶i, Bµi tËp ho¸ lÝ, Nhµ xt b¶n Gi¸o dơc - Hµ néi 198 7 5 TrÇn HiƯp H¶i, Ph¶n øng ®iƯn ho¸ vµ øng dơng, Nhµ xt b¶n Gi¸o dơc - Hµ... Nhµ xt b¶n KH&KT - Hµ Néi 2003 7 Ngun Kh−¬ng, §iƯn hãa häc, Nhµ xt b¶n KH&KT - Hµ Néi 199 9 8 Tr−¬ng Ngäc Liªn, §iƯn hãa lý thut, Nhµ xt b¶n KH&KT - Hµ Néi 2000 9 L©n Ngäc ThiỊm, TrÇn HiƯp H¶i, Ngun ThÞ Thu, Bµi tËp Ho¸ lý c¬ së, Nhµ xt b¶n KH&KT - Hµ Néi 2003 10 Ngun V¨n T−, ¨n mßn vµ b¶o vƯ vËt liƯu, Nhµ xt b¶n KH&KT - Hµ Néi 2002 11 TrÞnh Xu©n SÐn, §iƯn ho¸ lý thut, Nhµ xt b¶n KH&KT - Hµ Néi 2005 12... Fe vo dung dëch nỉåïc, låïp bo vãû âỉåüc hçnh thnh l γ-Fe2O3, Fe3O4 (hçnh Hçnh 9. 4 Gin âäư Pourbaix ca Fe 9. 4 Sỉû phạt triãøn v häưi phủc ca låïp bo vãû ny âỉåüc xục tiãún båíi mäüt säú tạc nhán ỉïc chãú nhỉ: CrO4 2-, NO 2-, PO4 3-, Hm lỉåüng CrO4 2- tỉì 1 5-2 5 mg/l hçnh thnh låïp bo vãû γ-Fe2O3 theo phn ỉïng sau: 2FeO + H2O → γ-Fe2O3 + 2H+ + 2e Chỉïc nàng ca nhỉỵng tạc nhán ỉïc chãú ny chè thãø hiãûn trong... hỉỵu cå - Tạc nhán ỉïc chãú vä cå: Anion NO 2- âỉåüc biãút nhỉ mäüt tạc nhán ỉïc chãú anät, CrO4 2- nh hỉåíng âãún c hai phn ỉïng anät v catät cho nhiãưu håüp kim Hçnh 2.2 chè ra sỉû nh hỉåíng ca tạc nhán ỉïc chãú NO 2-, CrO4 2- âãún quạ trçnh àn mn Hçnh 9. 3 nh hỉåíng ca nhỉỵng cháút ỉïc chãú ®Õn âỉåìng cong phán cỉûc Galvanic 9. 3 140 9. 4) Cho Fe vo dung dëch nỉåïc, låïp bo vãû âỉåüc hçnh thnh l γ-Fe2O3,... chuøn sang trảng thại hoảt âäüng båíi nhỉỵng ngun nhán sau: - Tàng nhiãût âäü mäi trỉåìng, lm gim lỉåüng oxi ha tan trong dung dëch - Do sỉû xút hiãûn ca cạc ion halogenua nhỉ Cl-, Br-, I- phạ hy mng thủ âäüng ca kim loải - Dng cháút khỉí mng oxit thç mng thủ âäüng cng bë phạ hy 9. 3.1.2 Thủ âäüng bàòng phỉång phạp họa hc 3.1.2 Sỉí dủng hãû oxi họa - khỉí cọ âiãûn thãú Ecboxh/kh > Etâ Nãúu täúc âäü ca phn... Denny A Jones, Principle and prevention of corrosion, Prentice Hall - USA - 199 6 17 Carl H Hamann, Electrochemistry, New York - Weinheim - Toronto - 199 8 18 Demetrios Kyriacou, Modern Electroorgani chemistry, Springer- Verlag, Berlin NewYork - London - 199 4 151 ... sinh hay protector Loải ny cng phi âỉåüc thay thãú bàòng anät måïi khi bë ha tan hãút 9. 6.1.2 Cạc phỉång phạp bo vãû catät 9. 6.1.2 catät a Dng dng âiãûn ạp âàût: Så âäư bo vãû catät bàòng dng âiãûn ngoi âỉåüc nãu ra trong hçnh 9. 8 Bộ chỉnh dòng Đất Đường ống Điện cực C Hçnh 9. 8 Bo vãû catät bàòng dng ngoi 9. 8 Trong hçnh 9. 8, mạy chènh lỉu cung cáúp mäüt dng âiãûn bàòng cạch chuøn họa dng âiãûn xoay chiãưu... tiãúp vo bãư màût kim loải Cạch ny thỉåìng âỉåüc dng cho tu thy (hçnh 9. 10) v cho cạc äúng dáùn trong nỉåïc biãøn (hçnh 9. 11) Hçnh 9. 10 Bo vãû tu thy bàòng protector Zn 9. 10 Hçnh 9. 11 Bo vãû äúng dáùn bàòng protector Zn 9. 11 1 ÄÚng dáùn bàòng thẹp; 2 Låïp ph bã täng; 3 Protector Zn 9. 6.2 Bo vãû anät Ngun l bo vãû anät khạc hàón bo vãû catät Trong bo vãû anät, âiãûn thãú àn mn âỉåüc tàng sao cho nọ nàòm . 1,23 - 0,059pH = 1,23 - 0,0 59. 3 = 1,053V Cu2+/Cu = 0,34 + . 2 F RT ln[Cu 2+ ] = 0,34 + . 2 0 59, 0 lg[10 -6 ] = 0,163V 120 9. 2. 9. 2. 9. 2. 9. 2. Cơ chế quá trình ăn mòn điện. ăn mòn điện hoá xảy ra ở hai vùng khác nhau trên bề mặt kim loại. Hình 9. 1. Hình 9. 1.Hình 9. 1. Hình 9. 1. Quá trình ăn mòn hóa học (a) và điện hóa kim loại (b) 117 9. 1.2. Cạc. ZnH / 2 = E Zn corr - E 2 H cb - 1,24 - 0,12lgi Zn H 2 = - 1,56 - 0,12lgi Pb H 2 i Pb H 2 / i Zn H 2 = 10 -2 ,7 i corr = i H2 = 0 ,99 .i Zn H + 0,01.10 -2 ,7 .i Zn H = 0 ,99 .i Zn H Do