- Ăn mũn kim loại ?
9.3. Động học tạo màng Oxyt.
- Khi lớp oxyt sit chặt và bỏm tốt trờn bề mặt kim loại thỡ tốc độ phỏt triển màng bị khống chế bởi khuyếch tỏn ion. Giữa sự tăng trọng lượng trờn đơn vị diện tớch W và thời gian cú quan hệ hàm Farabụn. W2 = k1.t + k2.
Trong đú k1, k2 là những hằng số khụng phụ thuộc vào thời gian. Cỏc kim loại Cu, Fe, Co bị oxy húa theo quy luật này.
- Khi lớp oxyt xốp ε (lớn hơn 2 hoặc bộ hơn 1 ) thỡ giữa sự tăng trọng lượng màng trờn đơn vị diện tớch và thời gian cú quan hệ hàm tuyến tớnh: W = k3.t; với k3 là hằng số. Trong điều kiện này , oxy liờn tục thõm nhập vào để oxy húa bề mặt kim loại, vỡ màng oxyt xốp, khụng thể ngăn cản được. Cỏc kim loại Na. K. Ta tũn theo quy luật này. - Với lớp oxyt rất mỏng ( khoảng 1.000A0) tạo thành ở nhiệt độ tương đối thấp thỡ giữa W và thời gian cú quan hệ logarit: W= k4 log(k5.t + k6) , trong đú k4, k5, k6 là cỏc
hằng số. Cỏc kim loại Al, Fe, Cu ở nhiệt độ gần với nhiệt độ mụi trường tũn theo quy luật này.
Tựy theo bản chất kim loại và mụi trường xung quanh nú mà màng sản phẩm cú tớnh chất bảo vệ hay khụng bảo vệ.
Chương 10. ĂN MềN ĐIỆN HểA 10.1. Cơ chế ăn mũn điện húa
Ăn mũn điện húa kim loại xảy ra trong mụi trường cú chất điện ly - trong đú kim loại bị ion hoỏ chuyển sang dạng sản phẩm khỏc trờn bề mặt kim loại hoặc trong dung dịch. Quỏ trỡnh ăn mũn điện hoỏ xẩy ra là quỏ trỡnh Oxy hoỏ- Khử để chuyển kim loại thành dạng Men+ trong mụi trường chất điện ly. Sự ion húa kim loại khụng chỉ xẩy ra ở một phản ứng trực tiếp. Tốc độ ăn mũn phụ thuộc vào điện thế điện cực, mụi trường chất điện ly. Ăn mũn kim loại gồm 3 quỏ trỡnh cơ bản: quỏ trỡnh anụt, quỏ trỡnh catốt, và quỏ trỡnh dẫn điện.
Quỏ trỡnh anụt: là quỏ trỡnh oxy húa điện húa, kim loại chuyển vào dung dịch dưới dạng ion và giải phúng điện tử. kim loại bị ăn mũn theo phản ứng:
Me Men+ + ne
Quỏ trỡnh catốt là quỏ trỡnh khử điện húa, trong đú cỏc chất oxy húa (Ox) nhận điện tử do kim loại bị ăn mũn giải phúng ra: Ox + ne Red;
Red là dạng chất khử (Ox, ne). Ox là chất oxy húa , thường là H+ hoặc O2 . Nếu Ox là H+ thỡ quỏ trỡnh catốt sẽ là: H+ + e Hhp.
Hhp + Hhp H2 ;
Hhp là Hydro hấp phụ - Gọi là ăn mũn với sự khử phõn cực Hydro. Nếu Ox là O2 . Với mụi trường axit, quỏ trỡnh catốt sẽ là: O2 + 4H+ + 4e 2H2O
Với mụi trường trung tớnh hoặc bazơ quỏ trỡnh catốt sẽ là: O2 + 2H2O + 4e 4OH-
.Khi trong dung dịch cú cỏc ion kim loại cú điện thế dương hơn kim loại bị ăn mũn thỡ quỏ trỡnh catốt cú thể là: Men+ + ne Me ...; với n húa trị nhiều bậc.
Hỡnh.... Cơ chế ăn mũn thộp
Vớ dụ khi nhỳng một thanh Fe vào trong một dung dich axit hoặc dung dịch muối thỡ xẩy ra hiện tương: Fe - ne Fen+ . Sản phẩm ăn mũn phụ thuộc vào mụi trường xung quanh nú.