Потенциалом электрода

Катодные металлические покрытия (электродный потенциал которых в данных условиях положительнее потенциала защищаемого металла) в условиях активного растворения основного

Важнейшим условием точного определения плотности тока, необходимой для полной защиты, является измерение потенциала защищаемого объекта (см. разд. 12.16). Не делая таких измерений, можно определить только ориентировочные значения. Ниже приводятся приблизительные значения защитной плотности тока для стали, помещенной в различные среды:

а) обеспечивается катодная поляризация подсоединенных сооружений по крайней мере до стационарного потенциала защищаемого объекта, т. е. на величину напряжения коррозионного элемента;

К электрохимическим методам борьбы с коррозией относятся такие, в основе которых лежит принцип непосредственного воздействия на скорость протекания сопряженных анодных и катодных реакций. Прежде всего это выражается в изменении потенциала защищаемого металла. Различают катодную и анодную электрохимическую защиту.

2. Изменение электрохимического потенциала защищаемого материала по отношению к среде на границе фаз.

Исходя из электрохимической характеристики процесса защиты, торможение коррозии можно объяснить значительным смещением потенциала защищаемого металла в область положительных значений (на 0,40—0,45 В).

Подготовленный таким методом висмутовый электрод сравнения непригоден для анодной защиты металлов от коррозии, когда требуется непрерывное длительное измерение потенциала защищаемого объекта. Чтобы получить стабильный в течение длительного времени потенциал висмутового электрода сравнения, нами предложен электрод, на поверхность которого нанесен объемный поверхностный слой оксидов методом электролитического или химического окисления.

Для смещения потенциала защищаемого металла (анода) в пассивную область можно использовать катодный протектор — более положительный электрод. Необходимая для пассивации и поддержания пассивного состояния сила тока определяется соотношением поверхности анода и протектора, а также скоростью протекания катодной реакции. В качестве катодного протектора можно использовать вещества, которые соответствуют следующим условиям: хотя бы частичная электропроводность, коррозионно-устойчивость в выбранной среде, потенциал (без тока) должен находиться в области устойчивой пассивности того металла, который защищают; на протекторе при потенциале более отрицательном, чем потенциал без тока, должна происходить электрохимическая реакция, при которой часть необходимого количества электричества расходуется на поддержание металла в устойчивом пассивном состоянии.

коррозии титана меньше 0,13 мм/год. Метод анодной защиты был проверен на лабораторной установке [176]. Сварной резервуар из титана был соединен двумя трубками из титана (каждая длиной 2,5 м) с центробежным насосом, сделанным также из титана. Резервуар нагревали до 60° С. В качестве вспомогательного катода для анодной поляризации этой установки служил тантало-вый электрод. Анодную защиту осуществляли путем наложения потенциала от аккумулятора. В растворах серной кислоты в строгом контроле потенциала защищаемого титана нет необходимости, так как даже при очень высоких положительных значениях по-

Для пассивации корродирующего металла и поддержания его в пассивном состоянии, помимо анодной поляризации от внешнего источника напряжения, может быть использовано контактирование его с более электроположительным электродом (катодом), который в данном случае называют катодным протектором. Основная роль катодного протектора также состоит в смешении потенциала защищаемого металла (анода) в пассивную область — положительнее потенциала его пассивации в данной среде. Это условие выполнимо в том случае, если стационарный потенциал протектора (или устанавливающийся на нем окислительно-восстановительный потенциал среды) положительнее потенциала пас-ивации металла, если катодная поляризуемость материала протек-хора мала и нет заметного омического падения потенциала в цепи протектор — защищаемый анод. Большую роль в работе пары протектор — анод, а следовательно, в успешности защиты играет соотношение площадей протектора и анода, которое будет определять общую поляризуемость протектора, а также плотность тока и потенциал, устанавливающиеся на аноде в процессе пассивации.

2. Потенциал металла катионной добавки должен быть заметно положительнее не только потенциала защищаемого металла, но также и потенциала водорода в данной среде. Это — необходимое

При погружении металла в раствор электролита между поверхностью металла и электролитом возникает разность потенциалов, называемая потенциалом электрода.

Необходимо отметить, что в ряде случаев, особенно когда скорость процесса коррозии лимитируется катодной реакцией, значительное влияние на скорость коррозии могут оказать некоторые катионы. Известно активирующее действие на коррозию катионов Fe3^ и Си2+, связанное с появлением возможности протекания дополнительных катодных реакций восстановления утих ионов до низшей валентности, а иногда и до металлического состояния. Таковы случаи разрушения насосов рудничными водами, содержащими медные соли, или коррозии стальной аппаратуры растворами солей трехвалентного железа, что обусловлено более электроположительным значением потенциала электрода Fe/Fc3+ (—0,036 0) по сравнению с потенциалом электрода Fe/Fe2+ (—0,440 в).

Между металлом и электролитом возникает разность потенциалов, называемая потенциалом электрода. Абсолютную величину электродных потенциалов до сих пор не удалось опрэделить экспериментально или вычислить теоретически. Для решения Оольшинства вопросов достаточно знать относи тел ыш я величина электродных потенциалов.

В 1953 г. Международным союзом по чистой и прикладной химии (ШРАС) было принято, что потенциалом электрода считается его потенциал при условии, что электродная реакция протекает в сторону восстановления. Это согласуется с физической концепцией, где потенциал определяется как работа, необходимая для перенесения единичного положительного заряда в точку, потенциал которой определяют. Это определение имеет еще и то преимущество, что соответствует знаку полярности вольтметра или потенциометра, к которым может быть присоединен электрод. Таким образом, цинк имеет отрицательный потенциал восстановления и является отрицательным полюсом гальванического элемента, где в качестве'второго электрода использован стандартный водородный электрод.

находится под потенциалом электрода и служит для центровки троса^ предназначенного для спуска электрода в скважину. Кабель при помощи клеммных соединений, перемычки и сварных соединений подключается к контактной гайке токоввода.

Обратимые реакции (146) и (148) характеризуются равновесным потенциалом электрода, зависящим от равновесных концентраций промежуточного соединения (соответствующая активность обозначена звездочкой):

Обратимые реакции (158) и (160) характеризуются равновесным потенциалом электрода, зависящим от равновесных концентраций промежуточного соединения (соответствующая активность обозначена звездочкой):

где т? (/) — поляризация; ?/Эфф =им — у — постоянная, называемая эффективным потенциалом электрода [6], им — потенциал металла, определяемый из условия электронейтральности любой рассматриваемой системы электродов; <р — стационарный электродный потенциал.

Таким образом, абсолютное значение электродного потенциала является суммой змеряемой электродвижущей силы Д? и константы, равной электродному потенциалу пектрода сравнения. Поскольку абсолютное значение последнего не может быть пределено экспериментально, приходится довольствоваться, как уже отмечалось, доставлением потенциала рабочего электрода с потенциалом электрода сравнения, т.е. змеренным значением ДБ. Чтобы однозначно определить эту величину, необходимо казать, какой электрод сравнения используют.

Поляризация при увеличении силы тока в гальваническом элементе снижает напряжение на его клеммах. Напротив, при пропускании тока через электролизер требуется приложить большее напряжение. В случае, когда поляризацию можно отнести к определенной электродной реакции, ее можно называть перенапряжением. Перенапряжение — это разность между потенциалом электрода, через который пропускается ток, и равновесным потенциалом исследуемой электродной реакции. Водородное перенапряжение, например, имеет место при электролитическом выделении водорода по реакции:

Разность между равновесным потенциалом электрода и потенциалом, на котором выделяется водород, называется перенапряжением выделения водорода. Установлено, что водородное перенапряжение зависит от вида металла и увеличивается в ряду металлов: Pt, Pd, W, Hi, Fe, Ag, Cu, Zn, St, Pb. Водородное перенапряжение увеличивается с ростом рН; максимального значения оно достигает при рН, близком к 7, уменьшаясь с дальнейшим ростом рН. Водородное перенапряжение уменьшается с повышением температуры. Величина его зависит также от вида и количества в растворе поверхностно-активных добавок.