Физико-химические закономерности газовой коррозии металлов

Термодинамическая вероятность образования продуктов окисления на поверхности металла

В природных условиях большинство металлов находятся в связанном состоянии в виде оксидов или солей. Следовательно, для них это состояние является термодинамически наиболее устойчивым. Для того, чтобы из природных соединений получить металлы или сплавы, которые используются как конструкционные материалы, нужно затратить энергию. Таким образом, в промышленных условиях большинство металлов и сплавов находятся в термодинамически неустойчивом состоянии.

Стремление металлов перейти из металлического в ионное состояние характеризуется величиной уменьшения свободной энергии (АС0) и составляет сущность процессов химической коррозии.

Ниже (табл. 3.1) приводятся данные по изменению энергии Гибб-са для реакций перехода металла в ионное состояние при взаимодействии их с кислородом.

В начале таблицы расположены наименее коррозионноустойчивые

. Эти металлы в природе встречаются в виде руд и солей.

. Положительное значение изменения свободной энергии системы указывает на невозможность самопроизвольного протекания реакций ионизации. В природных условиях золото, платина, иридий и палладий являются термодинамически устойчивыми. Они, как правило, встречаются в самородном состоянии.

Таблица 3.1 дает общую приближенную характеристику. В зависимости от условий эксплуатации устойчивость металла может в значительной степени меняться. Например, в растворах азотной кислоты алюминий и хром устойчивее меди. А в растворах щелочей магний более стоек, чем алюминий или цинк, что объясняется образованием поверхностных защитных пленок.

На равновесие реакций ионизации оказывает влияние температура и давление. Для заключения о возможности осуществления коррозионного процесса при изменении внешних параметров необходимо определить знак изменения изобарного потенциала.

Как показывают справочные данные (рис. 3.1) для значительного количества металлов с повышением температуры термодинамическая вероятность процесса окисления металла снижается. Это же относится и к образованию солей.