Насыщенных растворов

Этот процесс в ненасыщенных и насыщенных растворах реализуется различно, как показано на рис. 9.5, а, б.

Различия в электрохимическом поведении металла (электрохимическая гетерогенность) оценивали начальными значениями локальных электродных потенциалов в различных зонах сварных соединений трубных малоуглеродистых сталей локально в каждой зоне сварного соединения с помощью капиллярного микроэлектрода (см. гл. IV). В качестве рабочей среды наряду с растворами хлорида натрия для повышения разрешающей способности использовали модельный электролит, а также дистиллированную воду. Оценку физико-механического состояния металла производили рентгеноструктурным анализом, путем измерения микротвердости, а также микроструктурными исследованиями. Микроискажения кристаллической решетки и эквивалентные им остаточные микронапряжения определяли на рентгеновском дифрактометре ДРОН-1 (при этом использовали методику определения изменения межплоскостных расстояний по уширению интерференционного максимума). Для определения начальных значений электродных потенциалов в насыщенных растворах солей и подтверждения характера зависимости, полученного в модельном электролите и дистиллированной воде, измеряли потенциалы в каплях насыщенного раствора NaCl. Капли наносили на подготовленную поверхность образца на участках шва, линии сплавления, околошовной зоны и основного металла. Исследования показали существенную неравномерность распределения физико-механических свойств и потенциалов и полную корреляцию между распределением физико-механических величин и электрохимической гетерогенности в сварном соединении (рис. 107): в зоне шва отмечался максимальный градиент потенциалов (кривые 1—7), максимальные значения микротвердости (кривые 8—10) и микро- и макронапряжений (кривые 11, 13 и 12, 14). Это свидетельствует о том, что физико-механическое состояние является причиной электрохимической гетерогенности сварного соединения, которая приводит к возникновению корро-

литов) в насыщенных растворах многих солей значительно меньше единицы (табл. 5), то при осаждении из атмосферы аэрозолей некоторых солей образование фазового слоя электролита на поверхности металла становится возможным даже при низкой относительной влажности воздуха. По этой причине в сильно загрязненной атмосфере значение «критической» влажности заметно уменьшается. Возникновение фазовых слоев электролитов приводит к депассивации поверхности металла и к интенсивному развитию коррозии по электрохимическому механизму [62].

П — при 100°С в насыщенных растворах.

Латунь (60—90% Си) В — при 50°С в насыщенных растворах без доступа воздуха.

В — при 100°С в насыщенных растворах [фурановые и фенолформальдегидные замазки (асплит, алкор)].

В до П — при 35°С в насыщенных растворах хлорида натрия при интенсивном перемешивании; для I VKn = = 0,030 мм/год (сильное питтингообразование и склонность

В до П—-до т. кип. в растворах любой концентрации (аусте-нитные стали с ^20% Сг, ^25% Ni и присадками Мо и Си). И — насосы из вортита для перекачивания остатков, содержащих 50% хлорида натрия, при 80°С служат в течение 8 лет без ремонта. Дуримет 20 очень устойчив в насыщенных растворах хлорида натрия и перхлората

В — при 135°С в насыщенных растворах хлорида натрия (ду-римет 20). И — оборудование с высокой устойчивостью к коррозии.

В — от об. до 80°С в насыщенных растворах хлорида натрия и аммония или аммиака (хастеллой С). И-—насосы.

В — при т. кип. в насыщенных растворах (титан); УКП = = 0,0013 мм/год.

Кривые давлений диссоциации по этим уравнениям приведены на рис. 9.7, но эти кривые характерны для насыщенных растворов. Области между кривыми характеризуют ненасыщенные растворы, которые могут существовать в системе железо — кислород в зависимости от температуры и концентрации кислорода. Такими фазами в системе железо — кислород будут:

Активность аэ будет определяться концентрацией растворенного элемента N3, если он не будет давать насыщенных растворов при температуре процесса (диаграмма плавкости Me — Э) .

Поскольку содержание воды в контуре невелико, то достижение насыщенных растворов соединений кальция и магния на некоторых участках не исключается. Растворы этих солей дают плотные или рыхлые карбонатные отложения с высоким содержанием СаС03 и MgCO3, а часть СаСО3 выпадает в виде шлама. Твердые плотные отложения дает CaS04; эти отложения называют 'сульфатными. Наиболее тверды-

Погрешность от диффузионных потенциалов при одинаковых растворах электролита (C!«c2) и ионах одинаковой подвижности (1л~1к) невелика. Это и является причиной частого применения электролитических проводников (солевых мостиков) в виде насыщенных растворов КС1 или МН4МОз. Однако значения / в табл. 2.2 справедливы только для разбавленных растворов. Для концентрированных растворов следует принимать во внимание выражение (2.14). По этим причинам выражение (3.4) дает лишь ориентировочную оценку диффузионных потенциалов, которые впрочем обычно не превышают 50 мВ. Наблюдаемые иногда более значительные расхождения между двумя электродами сравнения в одной и той же среде обычно могут быть объяснены влиянием посторонних электрических полей или же коллоидно-химическими эффектами поляризации твердых компонентов среды, например песка [2] (см. также раздел 3.3.1.). Большие изменения в химическом составе, например в грунтах и почвах, в случае электродов сравнения с концентрированными солями отнюдь не ведут к ощутимым изменениям диффузионных потенциалов. Напротив, у простых металлических электродов, которые иногда применяются в качестве измерительных зондов для выпрямителей с регулируемым потенциалом, следует ожидать изменений потенциала, обусловленных средой. Эти устройства являются в принципе не электродами сравнения, а просто металлами, имеющими в соответствующей среде возможно более постоянный стационарный потенциал. Этот потенциал обычно получается тем стабильнее, чем активнее данный металл, что наблюдается например у цинка, но не у специальной стали.

При опытном выщелачивании в сосудах со средним расходом серной кислоты — 18 кг на 1 т руды извлечение меди составило от 70 до 80%. Установили, что можно получить электролитную медь высокой чистоты непосредственно из насыщенных растворов после выщелачивания без специальной предварительной их очистки, кроме де-хлоритизации в случае необходимости. При подземном выщелачивании меди, естественно, следует ожидать более низкое извлечение.

Поведение нелетучих веществ при концентрировании заслуживает дальнейшего рассмотрения в другой связи. В реакторах с перегревом (относительно низкое давление, высокая температура) выходящая кипящая вода будет содержать растворенные вещества, поведение которых зависит от давления их насыщенных растворов (рис. 3.11) [19].

насыщенных растворов NaCl видно, что при давлении 105 кГ/см2 вплоть до 346° С поверхность будет покрыта раствором NaCl. При более высокой температуре растворы высушиваются. Судьба растворенного вещества определяется его летучестью, обсуждаемой в последующем. Поведение КС1 должно быть совершенно одинаковым, но растворы будут сохраняться до 371° С. Поведение щелочей (кроме LiOH) совершенно отлично. Давление пара их насыщенных растворов достигает максимума при довольно низких температурах. Таким образом, при нагревании раствора происходит концентрирование растворенного вещества до достижения равновесия, но без высушивания. Как отмечалось ранее, растворы гидроокиси лития высыхают при еще более низких температурах, чем NaCl или КС1.

Коррозионная стойкость. Титан и его сплавы обладают хорошей коррозионной стойкостью (табл. 3—5) во многих агрессивных средах, в частности в морской воде и в растворах практически всех хлористых солей, за исключением насыщенных растворов хлористого алюминия и хлористого цинка. Титан устойчив во многих растворах кислот и в большинстве органических соединений. Из числа сравнительно немногих реактивов, вызывающих коррозию титана, следует назвать плавиковую кислоту всех концентраций, дымящуюся азотную (красную) кислоту, щавелевую и трихлоруксусную кислоты.

Слой масла со стороны агента (за исключением фреонов и других агентов, не образующих насыщенных растворов с маслом): толщина — 0,05—0,08 мм; теплопроводность — 0,12 ккал/м час °С; сопротивление— 0,4-lO""3—

В табл. 12.5 приведены концентрации насыщенных растворов кислорода в натрии при разных температурах, определенные электрохимическим нулевым методом (измерение температуры, при которой по заданной концентрации кислорода разность потенциалов Е равна нулю), вычислены значения Со при разных температурах по заданным значениям С и измеренным величинам Е и приведены для сравнения концентрации кислорода С0 в насыщенных растворах Na2O в натрии, определенные разными авторами. 294

Вода растворяет многие вещества. В приложении приведены растворимости ряда веществ в воде, т. е. концентрации их насыщенных растворов, которые находятся в равновесии с нерастворившимся веществом при данной температуре. Растворимость многих веществ сильно зависит от температуры; для некоторых веществ эта зависимость от температуры имеет максимум.