Chimie - Curs 5

Cursul nr.5

5.1.Coroziunea

Coroziunea este un proces de degradare natural, în special al constructiilor metalice, sub actiunea chimica, electrochimica si biochimica a mediului.

Specialistii au aratat ca un furnal din trei produce aliaje feroase pentru a înlocui pierderile cauzate de coroziune.

De asemenea, un automobil la 1000 km sufera degradari provocate de coroziune echivalente la 5 dolari.

Costurile directe si indirecte ale coroziunii apreciate în unele sectoare la cca. 25% din cheltuielile efectuate impun atât cunoasterea fenomenului, a cauzelor cât si mai ales a masurilor care sa limiteze aceste pierderi.

5.1.1.Procesul de coroziune

Fenomenul coroziunii reprezinta o succesiune de reactii prin care metalul sau aliajul este atacat de un agent agresiv, si ca rezultat al acestui atac se produce transformarea partiala sau totala a metalului în stare ionica sau în stare combinata.

În totalitatea sa, coroziunea poate fi considerata ca un proces eterogen, care are loc la interfata metal/ mediu coroziv nemetalic, unde se produce un schimb de ioni si de electroni între cele doua faze.

Corodarea metalelor implica doua feluri de reactii partiale, care se desfasoara paralel si simultan, si care sunt legate printr-un bilant energetic riguros: o reactie de oxidare si una de reducere. În procesul de oxidare se produce ionizarea metalului, coroziunea propriu- zisa, în urma contactului direct metal/ mediu coroziv.

Ionii metalului trec în mediul coroziv lasând o suprafata încarcata negativ ceea ce va atrage ionii pozitivi aflati în imediata apropiere.

În acelasi timp, la suprafata metalului imersat în mediul coroziv are loc absorbtia de constituenti ai mediului, fizic, prin forte de tip Van der Waals sau chimic.

De asemenea, dipolii apei si moleculele polarizabile prezente, se orienteaza sub influenta sarcinii suprafetei.

Toate aceste procese însumate conduc la asa numitul: strat dublu electrochimic la limita de separare a celor doua faze:

Fig.nr.5.1. Stratul dublu electric

Reactia anodica, reactia de oxidare a metalului poate fi:

De exemplu:

Atomii succeptibili în a ioniza sunt cei din muchiile , nodurile si dislocatiile retelei cristaline, care au energia mai mare.

Ionii de metal astfel formati pot trece sub forma de combinatii chimice (oxizi, saruri, combinatii complexe etc.) care pot fi solubile sau insolubile.

Electronii eliberati în procesul de oxidare, trebuie sa fie acceptati de un component al mediului agresiv, producând reducerea acestuia.

Reactia catodica, reactia de reducere în general poate fi:

Ox+ ze-’Red

Prin Ox, se întelege un agent oxidant al mediului agresiv, depolarizant, deoarece primeste electroni de la suprafata metalului corodat, iar Red, este forma redusa a oxidantului. Datorita complexitatii mediului coroziv reactia catodica poate fi de mai multe feluri :

- Depolarizare cu ioni de hidrogen (H+):

Aceasta reactie are loc în medii acide sau puternic alcaline si în absenta aerului.

- Depolarizare cu oxigen (O2):

Aceasta reactie are loc în medii corozive puternic aerate si este una dintre cele mai frecvente.