Question

Какие коррозионные процессы могут протекать при контакте двух металлов (железо-медь: а) влажный воздух; б) раствор соляной кислоты? Составьте уравнения анодного и катодного процессов коррозии в заданных условиях. Если коррозия невозможна, то поясните, почему. ответ подтвердите расчетом.

Answer 1

1. При контакте железа и меди влажным воздухом могут протекать два основных коррозионных процесса: гальваническая коррозия и аэрационная (кислородная) коррозия.

Гальваническая коррозия возникает, когда два разных металла находятся в контакте и соприкасаются с электролитом (в данном случае влажный воздух). В результате этого контакта формируется гальваническая пара с различными значениями электродных потенциалов. В данном случае, медь будет выступать в роли анода, а железо - в роли катода.

Анодный процесс коррозии меди будет выглядеть следующим образом:
Cu (медь) → Cu2+ + 2e^-
В результате анодного процесса медь окисляется и переходит в ионное состояние Cu2+.

Катодный процесс коррозии железа будет выглядеть следующим образом:
2H2O + O2 + 4e^- → 4OH^-
В данном процессе кислород и вода восстанавливаются, при этом электроны переходят на металл и вызывают разрушение железа с образованием гидроксида железа Fe(OH)2 или Fe(OH)3.

2. При контакте железа и меди с раствором соляной кислоты может протекать коррозия только через агрессивное действие соляной кислоты на железо. При этом медь будет выступать в роли пассивного металла.

Анодный процесс коррозии железа будет выглядеть следующим образом:
Fe (железо) → Fe2+ + 2e^-
В результате анодного процесса железо окисляется и переходит в ионное состояние Fe2+.

Катодный процесс может быть представлен следующим уравнением:
2H+ + 2e^- → H2
В данном процессе восстанавливаются ионы водорода, сопровождаемые выделением молекул водорода H2.

3. Если коррозия невозможна, то это означает, что оба металла в контакте обладают высокой устойчивостью к коррозии или взаимодействие между металлами и средой не вызывает разрушение металла.

Для подтверждения расчета можно провести простой эксперимент, поместив образцы железа и меди во влажный воздух или раствор соляной кислоты и наблюдая, происходит ли коррозия и какие изменения происходят на поверхностях металлов после определенного времени.