2. Термодинаміка електрохімічної корозії

 

На відміну від хімічних реакцій електрохімічні процеси головним чином залежать від електродного потенціалу кородуючого металу. Термодинамічну можливість проходження електрохімічної корозії можна визначити за зміною вільної енергії Гіббса:

G = –nFЕ,   

де F – число Фарадея;

Е – різниця потенциалів , що характеризують катодну та анодну реакції:

                                        Е = к –  а,

n  число електронів, що беруть участь в анодному процесі іонізації металу .

Відповідно до рівняння Нернста потенціали для катодного к  і анодного а електродів можна записати в такому вигляді:

,

,                      

де 0 – стандартні потенціали;

       R – універсальна газова стала;

       Т – абсолютна температура;

       а – активність іонів (активна концентрація).

Величини стандартних електродних потенціалів різних металів дозволяють зробити загальний висновок, що чим більш електронегативним є потенціал металу, тим  більш активним є метал.

У водних розчинах окиснювачами (деполяризаторами), як правило, є іони водню і молекули кисню. Тому основні катодні реакції такі:

воднева деполяризація – відновлення (розряд) іонів водню:

Н+ + ē  ½ Н2 ,

2Н2О + 2 ē  Н2 + 2ОН,

киснева деполяризація – відновлення (іонізація) молекул кисню:

О2 + 4ē + 2Н2О  4ОН–.

Вираз для розрахунку рівноважного потенціалу реакції водневої деполяризації має вигляд

 

де = 0,0 В, n = 1. 

Потенціал кисневого електрода позитивніше водневого на 1,23 В:

= 1,23 – 0,059 рН.

Ураховуючи конкретні анодні та катодні реакції, можна визначити можливість проходження процесу корозії. Корозія можлива, якщо G < 0, тобто якщо к  а. Корозія неможлива, якщо к < а.