Адсорбция кислорода на поверхности металла и образование оксида

Молекулы С>2 адсорбируются на поверхности металла обратимо. Количество адсорбата на единицу поверхности возрастает с увеличением соотношения Ро2/1>5, где Р<э2 — давление кислорода над адсорбатом, а Р8 — давление насыщенного пара кислорода при изучаемой температуре. Как видно из рис. 3.6 вид экспериментальной зависимости сходен с изотермой на рис. 3.4.

Первоначально происходит мономолекулярная адсорбция, а начиная с некоторого значения Ро2/Р5, имеет место многослойная физическая адсорбция.

Скорость адсорбции, как правило, возрастает во времени и происходит тем быстрее, чем выше температура. На рис. 3.7 приведены кинетические кривые адсорбции кислорода на серебре.

Существует мнение, что первоначально образуется адсорбционный слой, который позже превращается в слой оксида.

Первые порции кислорода поглощаются с выделением значительного количества теплоты и, следовательно, с понижением изобарного потенциала, т.е. самопроизвольно. Тепловой эффект адсорбции кислорода имеет тот же порядок, что и теплота образования оксида. Поэтому адсорбцию кислорода можно рассматривать как химическое

с поверхностью металла. Последующие порции кислорода поглощаются с меньшим тепловым эффектом.

будет отвечать структуре кристаллической

решетки оксида. Существует мнение, что переход от хемосорбиро-ванного слоя кислорода к оксиду происходит легче, если существует кристаллохимическое соответствие между решетками металла и оксида и расстояние между ионами металла в оксиде и в решетке металла близки.

могут проникать под поверхность

металла и формировать оксид в глубине. Схемы строения хемосор-бированного слоя и оксида металла представлены на рис. 3.8.

раз более медленно.

Тонкий слой оксида (в несколько десятков ангстрем) имеет мелкокристаллическую структуру. При повышении температуры на нем возникают отдельные более крупные зародыши. С течением времени зародыши захватывают всю поверхность металла и первичная мелкокристаллическая пленка оксида нацело перекристаллизовывается в более крупные кристаллы.

В атмосферных и промышленных условиях большинство металлов покрыто пленкой продуктов коррозии. Жаростойкость металлов во многом определяется свойствами пленок.