Основы термодинамики процессов коррозии металлов

Многие реакции, протекающие при коррозии, являются обратимыми. Законы термодинамики дают возможность определить вероятность образования соединения в тех или иных условиях.

На целенаправленном смещении равновесия основан один из методов защиты металлов от газовой коррозии — создание защитных атмосфер.

В случае химической реакции, протекающей при постоянном объеме системы, изменение внутренней энергии равно взятому с обратным знаком тепловому эффекту реакции.

Энергия вещества при постоянном давлении характеризуется энтальпией (Н). Последняя больше внутренней энергии на величину работы, которую может совершить система при постоянном давлении:

При постоянном давлении и при условии, что в ходе процесса

совершается только работа расширения

Сравнивая уравнение (2.2) с уравнением (2.3) видим, что

— энтальпия при постоянном давлении.

Равновесие связано не только с различием в энергии молекул, но и с вероятностью состояний исходных веществ и продуктов реакции, с возможностью протекания реакций.

, а размерность — Дж/(моль-град.)

В химических реакциях, идущих при постоянном давлении, одновременно изменяются и энтальпия и энтропия, а процесс протекает в направлении, при котором уменьшается общая движущая сила реакции.

По международному соглашению 1961 г. изо-

барный потенциал назван свободной энергией Гиббса. Его размерность — Дж/моль. Изобарный потенциал является свойством вещества, выражающим одновременно как его энтальпию (энергию), так и присущую ему энтропию (степень беспорядка).

Изобарный потенциал связан с константой равновесия простым соотношением:

Рассмотрим реакцию окисления металла:

В газовой атмосфере, содержащей кислород, уравнение для изобарно-изотермического потенциала будет иметь вид:

  I

давлений кислорода, получим:

, то процесс окисления возможен, так как

окисление невозможно,

в газовой среде, предохраняют металл от окисления при высоких температурах.