Лекция 2
Тема: Термодинамика и кинетика коррозионных процессов
Газовая коррозия металлов
Термодинамика и кинетика коррозионных процессов
Причиной коррозии является термодинамическая неустойчивость металлов, вследствие чего они легко переходят в окисленное состояние.
Задача металлургии – восстановить металлы из различных природных соединений, затрачивая определенную энергию.
Коррозия – противоположный процесс, не требующий затрат энергии, а наоборот, следует создавать специальные условия (например, наносить покрытия), чтобы процесс не протекал. Определить возможность протекания коррозии можно по величине изменения изобарно – изотермического потенциала – свободной энергии Гиббса (D G ).
Изобарно – изотермический потенциал – это величина, показывающая изменение энергии в ходе химической реакции и дающая таким образом ответ на вопрос о принципиальной возможности протекания химической реакции.
Если:
G 1 – энергия Гиббса исходных веществ;
G 2 – энергия Гиббса продуктов реакции.
То изменение энергии Гиббса будет равняться:
D G = G 2 - G 1 (2.1)
При:
D G < 0 – процесс коррозии возможен;
D G > 0 – процесс коррозии невозможен;
D G = 0 – система находится в равновесии.
Таким образом, процессы протекают самопроизвольно при D G < 0, то есть, когда G 1 > G 2 .
Если рассмотреть реакцию окисления металлов:
2 Ме + z/2 O2 + zH2O 2Me2+(OH)z
то D G (стандартное значение для стандартных условий) для реакции превращения в гидроксид для Mg , Cu и Au , соответственно на один моль составляет:
Mg = - 598 кДж;
Cu = - 120 кДж;
Au = +66 кДж
Золото не окисляется, так как имеет положительное значение энергии Гиббса.
Общая характеристика процессов газовой коррозии
Газовая коррозия – наиболее распространенный вид химической коррозии. При высоких температурах поверхность металла под воздействием газов разрушается. Это явление часто наблюдается в металлургии: оборудование для горячей прокатки, ковки, штамповки, детали двигателя внутреннего сгорания.
Газовая коррозия протекает при контакте металлов с газами в отсутствии электропроводящих растворов.
Сплошность – способность окисла покрывать сплошным слоем всю поверхность металла.
Если это условие соблюдается, то пленка сплошная и, соответственно, защитная.
Однако для щелочных, щелочно – земельных металлов (кроме бериллия), а также магния условие сплошности не является определяющим.
Также следует отметить, что даже уже образовавшаяся пленка не прекращает своего взаимодействия с металлом и окислительной средой.
Лекция 2
Тема: Термодинамика и кинетика коррозионных процессов
Газовая коррозия металлов
Термодинамика и кинетика коррозионных процессов
Причиной коррозии является термодинамическая неустойчивость металлов, вследствие чего они легко переходят в окисленное состояние.
Задача металлургии – восстановить металлы из различных природных соединений, затрачивая определенную энергию.
Коррозия – противоположный процесс, не требующий затрат энергии, а наоборот, следует создавать специальные условия (например, наносить покрытия), чтобы процесс не протекал. Определить возможность протекания коррозии можно по величине изменения изобарно – изотермического потенциала – свободной энергии Гиббса (D G ).
Изобарно – изотермический потенциал – это величина, показывающая изменение энергии в ходе химической реакции и дающая таким образом ответ на вопрос о принципиальной возможности протекания химической реакции.
Если:
G 1 – энергия Гиббса исходных веществ;
G 2 – энергия Гиббса продуктов реакции.
То изменение энергии Гиббса будет равняться:
D G = G 2 - G 1 (2.1)
При:
D G < 0 – процесс коррозии возможен;
D G > 0 – процесс коррозии невозможен;
D G = 0 – система находится в равновесии.
Таким образом, процессы протекают самопроизвольно при D G < 0, то есть, когда G 1 > G 2 .
Если рассмотреть реакцию окисления металлов:
2 Ме + z/2 O2 + zH2O 2Me2+(OH)z
то D G (стандартное значение для стандартных условий) для реакции превращения в гидроксид для Mg , Cu и Au , соответственно на один моль составляет:
Mg = - 598 кДж;
Cu = - 120 кДж;
Au = +66 кДж
Золото не окисляется, так как имеет положительное значение энергии Гиббса.
Дата: 2019-03-05, просмотров: 209.
