Термодинамика химической коррозии металлов - Химическая коррозия

Как было сказано выше, первопричиной химической коррозии металлов является их термодинамическая неустойчивость в различных средах при данных внешних условиях, в результате чего металлы самопроизвольно переходят в более устойчивое окисленное (ионное) состояние. Этот процесс сопровождается уменьшением термодинамического потенциала. В качестве критерия равновесия и самопроизвольности процессов коррозии металлов, протекающих при постоянных температурах и давлении, можно использовать свободную энергию Гиббса ДG. При данных условиях процесс химической коррозии возможен, если ДG < 0; коррозионный процесс невозможен, если ДG > 0; система находится в равновесии, если ДG = 0.

Суждение о термодинамической возможности или невозможности процесса может быть сделано непосредственно на основании сравнения парциального давления кислорода в коррозионной газовой среде и давления диссоциации образующегося оксида РМеО. Для реакции окисления металла (5) изменение свободной энергии Гиббса можно определить по уравнению изотермы:

ДG = RT(lnР0О2-lnРО2), (14)

Где Р0О2, РО2 -- соответственно равновесное и неравновесное давление кислорода. В обычных атмосферных условиях РО2 является парциальным давлением кислорода и составляет ~ 0,21 атм. Равновесное давление кислорода Р0О2 равно давлению (упругости) диссоциации образующегося оксида РМеО. Так как для большинства технически важных металлов упругость диссоциации их оксидов Р0О2 вплоть до температур плавления на несколько порядков меньше 0,21 атм, то значение ДG отрицательное и реакция окисления металла протекает самопроизвольно. Лишь благородные металлы -- золото, платина, палладий, ирридий -- в нормальных атмосферных условиях имеют Р0О2 > 0,21 атм. и являются устойчивыми к окислению. Все остальные металлы неустойчивы. [3]

Похожие статьи




Термодинамика химической коррозии металлов - Химическая коррозия

Предыдущая | Следующая