1. Metallardagi elektrokimyoviy korroziya. Elektrokimyoviy korroziya mohiyati. E

16.1-rasm. Elektrokimyoviy korroziya jarayoni sxemasi.


16.2-rasmda metallning elektrokimyoviy yemirilishini prinsipial sxemasi ko‘rsatilgan.
Anod uchastkalarida (–) metall elektronlarni (nē) yo‘qotadi va eritmaga hosil bo‘lgan ionlar Meⁿ⁺ o‘tadi,hosil bo‘lgan erkin eletronlar esa anod uchastkadan katod (+) uchastkaga o‘tadi. Eritmadan katod uchastkaga oksidlovchi molekulalar (qutibsizlantiruvchi Ox) yaqinlashadi va elektro (nē) larni qo‘shib olib oksidlovchi – Red ko‘rinishini tiklaydi. Shunday qilib, bir jinsli bo‘lmagan metallda elektrokimyoviy korroziya qisqa tutashgan galvanik elementga o‘xshaydi.
2. Yelektrokimyoviy korroziya termodinamikasi.
Elektrokimyoviy korroziyaning sababi elektrolit muhitda metalning barqaror emasligidir. Muvozanatdagi potensial qiymati harorat va ta’sirlanuvchi moddalarning faolligiga bog‘liq bo‘lib, Nernst tanglamasi bo‘yicha hisoblanishi mumkin.
(16.1)
Bu yerda Ye₀ –metalning standart potensiali; R- gaz doimiysi, T-absolyut harorat; -metall ionlari faolligi g-ion/l; -metall faolligi 1 ga teng deb qabul qilinadi; n-reaksiyada ishtirok etuvchi elektronlar soni. Agar hamma o‘zgarmaslarni 298 K haroratda o‘nli logarifmlar orqali ifodalansa, unda


(16.2
Agar metall ionlarining faolligi eritmada 1 ga teng bo‘lsa, Nernst tenglamasining ikkinchi hadi 0 ga teng bo‘ladi. Bunda elektrod potensiali standart potensialga teng bo‘ladi. Shunday qilib, standart elektrod potensial, potensial muvozanatining xususiy ko‘rinishi bo‘lib hisoblanadi. Ba’zi metallar uchun standart potensiallar qiymati
16.1 jadvalda keltirilgan.
Metallarning standart potensiallari
16.1-jadval

Reaksiya	Potensial, V	Reaksiya	Potensial, V
K^++e K	-2,925	Pb^2++2e Pb	-0,126
Ba^2++2e Ba	-2,900	Fe^3++3e Fe	-0,037
Mg^2++2e Mg	-2,370	H^++e 1/2H2	-0,000
Al^3+3e Al	-1,660	Sn^4++4e Sn	+0,007
Ti^2++2e↔Ti	-1,630	Bi^3++3e Bi	+0,215
Ti^3++3e Ti	-1,210	Sb^3++3e Sb	+0,240
Mn^2++2e Mn	-1,180	Cu^2++2e Cu	+0,337
Cr^2++2e Cr	-0,913	Co^3++3e Co	+0,418
Zn^2++2e Zn	-0,762	Cu^++e Cu	+0,521
Cr^3++3e Cr	-0,740	Ag^++e Ag	+0,799
Fe^2++2e Fe	-0,440	Hg^2++2e Hg	+0,854
Cd^2++2e Cd	-0,402	Pd^2++2e Pd	+0,987
Mn^3++3e Mn	-0,283	Ir^3++3e Ir	+1,150
Co^2++2e Co	-0,277	Pt^2++2e Pt	+1,190
Ni^2++2e Ni	-0,250	Au^3++3e Au	+1,5000
Mo^3++3e Mo	-0,200	Au^++e Au	1,690
Sn^2++2e Sn	-0,136

Haqiqiy sharoitlardagi metall korroziyasida almashinuv reaksiyalarida na faqat metall ionlari, balki eritmaning boshqa komponentlari ham ishtirok etadi. Bunday hollarda potensiallarning statsionar yoki qaytarilmaydigan qiymatlari o‘rnatiladi. Qaytarilmaydigan potensiallar to‘g‘ri va teskari reaksiyalarning birortasiga tegishli emas, shuning uchun ularni Nernst tenlamasi bilan hisoblab bo‘lmaydi.
Hozirgi vaqtda potensialning absolyut qiymatini o‘lchashning texnik jixatdan imkoniyati yo‘q, uni faqat boshqa elektrodga nisbatan solishtirish mumkin holos.Asosiy solishtirish elektrodi sifatida vodorod elektrodi qabul qilingan.
Elektrokimyoviy korroziya jarayoni ikkita bog‘langan reaksiya majmuidir. Metalt elektronlar manbai bo‘lib, uning yuzasida quyidagi anod reaksiyasi boradi:
(16.3)
Katodli qutibsizlanish deb ataluvchi katod reaksiyasi elektr o‘tkazuvchi muhit komponentlari ishtirokida o‘tadi. Kislotalar, ishqorlar yoki tuzlarning suvdagi eritmalari elektr o‘tkazuvchi muhit bo‘lib hisoblanadi. N₂ yoki N₂O molekulalari elektron yutuvchi (vodorodli qutibsizlanish) yoxud O₂ kislorod elektron yutuvchi bo‘lishi mumkin.
N₃O⁺+e=1/2N₂+N₂0 norodon eritmalarda, 2N₂O+2e=N₂+20N^- ishqorli eritmalarda, O₂+N₂O+4e=40N^- neytral va ishqorli eritmalarda O₂+4N+4e =2N₂O nordon eritmalarda, rN muvozanatdagi potensial qiymatiga ta’sir qiladi.
Vodorodli qutibsizlanish uchun Nernst tenglamasini yozamiz:
(16.4)
Agar vodorod elektrodining standart potensiali nulga teng deb qabul qilingan bo‘lsa, vodorod ionlari o‘nli logarifmdagi faolligi rN ning teskari ishora bilan olingan qiymatiga tengligini hisobga olsak, quyidagiga ega bo‘lamiz.
(16.5)
Bu shuni bildiradiki pH bir birlikka o‘zgarganda vodorod elektrodi potensiali 59 mV ga kamayadi. Kislorod elektrodi potensiali vodorod elektrodidan 1,23 V ga musbatroq, ya’ni


(16.6)
Nordon muhitda pH=0 va a_n+=1 mol/l bo‘lganda: , Neytral muhitda pH = 7 yoki a_n+=10 ^-7 mol/l bo‘lganda ,
Elektrokimyoviy reaksiyalar uchun Gibbsning erkin energiyasi quyidagi tenglama bo‘yicha hisoblanadi.
(16.7)
Bu yerda F- faradey soni, p- reaksiyada ishtirok etuvchi elektronlar soni, ∆E -katod va anod reaksiyalaridagi m uvozanat potensiallari farqi.
(16.8)