Korozja metali - pasywujące działanie chromianów i azotynów |
|
|
Marcin Górski |
Data: |
|
Mirosław Dziergowski |
Zaliczenie: |
|
|
|
|
Cel ćwiczenia.
Celem ćwiczenia jest zbadanie pasywującego działania chromianów i azotynów.
Zasada pomiaru.
Do zlewki o pojemności 100ml wlać 50ml 3% NaCl, włożyć nasyconą elektrodę kalomelową oraz ele-ktrodę żelazną. Zmierzyć siłę elektromotoryczną ogniwa bezpośrednio po zanurzeniu elektrody żelaznej, a następnie w odstępach 2 minutowych w ciągu 1 godziny.
Następnie po zakończeniu elektrodę żelazną oczyścić z korozji, przemyć wodą destylowaną i osuszyć bibułą. Do zlewki wlać ponownie 50ml 3% NaCl i 3ml, 1M K2CrO4, włożyć elektrody i mierzyć SEM co 2 mi-nuty w ciągu 1 godziny.
Analogiczny pomiar wykonać dodając do roztworu NaCl, 3ml 1M NaNO2.
Wyniki pomiarów.
Czas [min.] |
SEM [V]
|
||
|
3% NaCl |
3% NaCl i 1M K2CrO4 |
3% NaCl i 1M NaNO2 |
0 |
0,630 |
0,526 |
0,370 |
2 |
0,640 |
0,557 |
0,378 |
4 |
0,651 |
0,588 |
0,379 |
6 |
0,660 |
0,594 |
0,381 |
8 |
0,666 |
0,600 |
0,385 |
10 |
0,674 |
0,604 |
0,391 |
12 |
0,676 |
0,606 |
0,395 |
14 |
0,678 |
0,608 |
0,398 |
16 |
0,680 |
0,609 |
0,402 |
18 |
0,682 |
0,610 |
0,406 |
20 |
0,684 |
0,611 |
0,410 |
22 |
0,685 |
0,611 |
0,415 |
24 |
0,685 |
0,611 |
0,421 |
26 |
0,685 |
0,610 |
0,430 |
28 |
0,685 |
0,609 |
0,437 |
30 |
0,686 |
0,608 |
0,442 |
32 |
0,686 |
0,607 |
0,445 |
34 |
0,687 |
0,606 |
0,449 |
36 |
0,687 |
0,605 |
0,451 |
38 |
0,687 |
0,605 |
0,453 |
40 |
0,686 |
0,604 |
0,454 |
42 |
0,687 |
0,603 |
0,456 |
44 |
0,688 |
0,602 |
0,456 |
46 |
0,687 |
0,602 |
0,457 |
48 |
0,687 |
0,601 |
0,456 |
50 |
0,688 |
0,601 |
0,457 |
52 |
0,688 |
0,600 |
0,459 |
54 |
0,687 |
0,599 |
0,460 |
56 |
0,688 |
0,598 |
0,460 |
58 |
0,688 |
0,597 |
0,461 |
60 |
0,688 |
0,596 |
0,462 |
IV. Opracowanie wyników.
Obliczenie potencjału elektrody żelaznej korzystając z zależności:
gdzie, ΠNEK = 0,2415 - 0,00076 ⋅ (t - 25) [V]
t - temperatura [oC]
Wyniki obliczeń:
Wnioski.
Schematy badanych ogniw:
1.
2.
3.
Schemat elektrody kalomelowej:
W badanym ogniwie elektroda kalomelowa spełnia rolę katody, a elektroda żelazna rolę anody. Na anodzie zachodzi utlenienie się metalu, czyli zjawisko korozji:
Jednocześnie zachodzi redukcja tlenu:
Reakcja sumaryczna:
Tlen powoduje dalsze utlenienie wodorotlentu żelaza (II) do uwodnionego tlenku żelaza (III), czyli rdzy:
Natomiast na katodzie, czyli elektrodzie kalomelowej, zachodzi redukcja jonów do wolnej rtęci:
Roztwory azotynu sodu i chromianu potasu są inhibitorami anodowymi, hamującymi procesy anodowe.
Chromian potasu powoduje pasywację powierzchni elektrody żelaznej tzn. wytwarza przez utlenienie jonów żelazawych na powierzchni metalu warstewkę tlenku żelaza (III).
Azotyn sodu powoduje także pasywację oraz przesunięcie potencjału elektrody żelaznej w kierunku potencjałów bardziej dodatnich, odpowiadających metalom bardziej szlachetnym.
Szybkość korozji w danych warunkach jest największa na początku doświadczenia, czemu towarzyszy największy skok potencjału elektrody żelaznej. W miarę upływu czasu początkowa szybkość korozji zmniejsza się w wyniku gromadzenia się na powierzchni anody warstwy produktów korozji wywierające w mniejszym lub większym stopniu działanie ochronne. Towarzyszą temu niewielkie zmiany potencjału ele-ktrody. Opierając się na zależności ΠFe = f(τ) można stwierdzić, że azotan sodu jest lepszym inhibitorem, czyli lepiej chroni powierzchnię metalu (żelaza) przed korozją.