Коррозия жараёнининг мохияти ва тезлиги

Потенциалнинг коррозия тезлигига таъсири.
Коррозияланиш тезлигига асосий таъсир этувчи термодинамик катталиклардан бири металлнинг электрод потенциалидир. Потенциалнинг узгариши электрохимиявий жараёнлар мувозанатини силжишига, бошкача айтганда коррозия тезлиги узгаришига олиб келади.
Масалан, металнинг мувозанат потенциалини мусбат потенциал томонга силжитилса, металл сиртидан электроннинг ажралиши тезлашади, яъни
{Meⁿ⁺*ne^-}+ mH₂O= Meⁿ⁺* mH₂O+ ne^-
мувозанат унгга сурилади. Бу анод жараёни тезлигини (анод токи зичлигини) ортишга олиб келади.
Маълумки, коррозияланиш бир вактда борувчи анод ва катод жараёнларидан иборатдир. Бу жараёнлар тезлиги i_a ва i_k билан характерланиб, Тафель тенгламасига кура уларнинг потенциао билан узаро богликлиги куйидаги куринишга эга:
i_a = K_a * exp*( В nF/RT) * ва i_k = K_k * C^э_ох* exp*(- nF/RT)* .
бу ерда К_а , К_к - анод ва катод жараёнлари тезлиги доимийси;
- куш электр каватдан зарядлар утишининг энергетик шартига мувофик келувчи коэффициентлар ( + =1)
C^э_ох - оксидловчининг электрод атрофидаги концентрацияси.
i_a - ифодасида металлнинг концентрацияси ишлатилмаган, чунки С_м = 1 моль/л (каттик фаза)га тенг деб олинади.
Бу иккала тенглама коррозия жараёни учун асосий (фундаментал) формула хисобланиб, бирор реакция потенциалининг ортиши иккинчи реакция тезлигини камайишига олиб келади. Агар потенциал мусбат киймат ортиши томонга силжиса, анод реакцияси тезлашиб катод жараёни секинлашади.
Бу формулаларга мос келувчи “ i- ” богланиши график куринишда тасвирланади. Бу график коррозияланишнинг поляризация диаграммаси дейилади. Формулалар экспоненциал богланишни ифодалагани учун диаграммани ярим логарифмик куринишда тузилади.

15-расм. Электрохимиявий коррозия-

нинг поляризация диаграммаси
1-анод пояризация чизиги
2-катрд поляразация чизиги
(Бу диаграмма тескари куринишда
хам булади).

Ушбу диаграммани урганиб чикайлик. Коррозияланиш жараёнида агар металл алохида холда емрила бошласа анод жараёни руй бериб, металлнинг сиртида мувозанат потенциали ( ) юзага келади (А нукта). Металлнинг сиртида оксидловчининг кайтарилиши туфайли катод жараёни руй бериб унинг натижасида металл сиртида ( ) мувозанат потенциали юзага келади (В нукта).

Хакикатда, коррозияланишда бу иккала реакция биргаликда амалга ошади. Шу сабабли анод ва катод жараёнлари мувозанат холатига ета олмайди. Чунки анод реакцияси туфайли ажралиб чикадиган электронларнинг кайта таксимланиши потенциални мусбат киймати ортиши томонга силжитади ва металлнинг емирилишини тезлатади. Оксидловчи томонидан электронларнинг кабул килиниши туфайли катоднинг потенциали манфий потенциал томонга силжийди (ёки потенциалнинг мусбат киймати камайиш томонига) ва оксидловчининг кайтарилишини тезлатади.
Иккала электрод жараёнлари тезликлари металл сирт юзаси бирлигидан вакт бирлиги ичида ажралиб чикувчи электронлар сони шу вакт бирлиги ичида оксидловчи кабул килиб олувчи электронлар сонига тенг булганда i_a=i_k тенглашади (С нукта). Бунда системада стационар (доимий) потенциал юзага келади ва коррозияланиш потенциали ( ) дейилади. Унга тугри келувчи ток - i_кор коррозияланиши токи зичлиги дейилади (С нукта). Бу вактда металлнинг сирти бир хил потенциал ( ) билан характерланиб, потенциаллар фарки юзага келмайди, яъни металл сиртининг барча нукталари изопотенциал булиб колади, металл бир меъёрда емрила бошлайди.
Хар бир жараён мувозанат потенциали билан уртасидаги фарк ва “ута кучланиш” деб айтилади ва хар бир жараённинг канчалик кийинчилиги билан бориши (энергетик тусиги)нинг микдорий характеристикаси хисобланади.
“Ута кучланиш” нинг амалий- ахамияти шундаки, электрод жараёни тезлигини узгартириш учун (алмашиниш токи кийматини бирор белгиланган (i_кор) кийматгача узгартириш учун) мувозанат потенциалини кандай кийматга (узгартириш) силжитиш кераклигини курсатади.
Коррозияланиш давомида утиш (кучиш) жараенлари, химиявий реакциялар ва диффузия ходисаси руй бергани учун ва - ута кучланиш турлари мавжуд.
ва -лар Тафель тенгламаси: =а+в ln i ёрдамида хисобланади. Бунда а - электроднинг табиати, эритманинг таркиби, температура ва металл юзасининг холати билан боглик булган доимий сон.
в - анод учун RT/ nF га, катод учун RT/ n F га тенг булган доимий сондир. Унинг амалий ахамияти - хар бир электрод жараёни тезлиги 10 марта узгариши (на порядок величины) учун потенциални канча бирликка силжитишни курсатади.
Диффузион ута кучланиш - электрод сиртига оксидловчи келишини ёки ундан зарядли заррача ионнинг узоклашувини характерлайди:
= RT/nF*ln (1+i/i^чегара )
i - потенциалнинг айни кийматига мос келувчи ток зичлиги (А/м²)
i^чегара - диффузиянинг чегара токи зичлиги, А/м²
(+) анод реакцияси, (-) катод реакцияси учун кулланилади.
Кутбланиш (поляризация) ходисаси. Электрод потенциалларини мувозанат потенциалидан четланиши туфайли электрохимиявий жараён тезлиги узгаради. Бунинг учун турли усулларни (масалан, металлга ташки манбанинг манфий кутбини улаш; электрод потенциали манфийрок булган металлни улаб куйиш) куллаш мумкин.
Коррозияланаётган металл емрилиш тезлигини камайтириш учун (i_кор дан i_кор га келиш учун) металлнинг потенциалини дан гача силжитиш керак. Натижада анод реакцияси тезлиги i_кор дан i_кор (i_к) гача узгаради ва катод реакцияси тезлиги i_кор дан i_к гача узгаради. Бунда оксидловчининг маълум микдори анод реакцияси электронлари хисобига (i_кор = i_а = i_к) кайтарилса, колган кисми ташки манбадан келувчи электронлар ( i = i_к - i_а ) хисобига кайтарилади ва системада зарядлар буйича тенглик
i_а + i = i_к сакланиб колади.
Коррозия тезлигини бирор кийматга узгартириш учун металл потенциалини коррозияланиш потенциалидан четлатиш учун зарур булган потенциалга кутбланиш (поляризация) дейилади.
Анод кутбланиши (металл потенциалини мусбат томонга силжитиш) ва катод кутбланиши (потенциални манфий томонга силжитиш) мавжуд.
Кутбланиш ёрдамида коррозия жараёнларини бошкариш мумкин. Анод кутбланиши ёрдамида коррозия жараёнини тезлатиш, катод кутбланиши туфайли коррозияни тухтатиш мумкин.
Умумий хулоса шундан иборатки:
- хар кандай электрод жараёни тезли-
ги металлнинг оксидланиш потен-
циали билан характерланади.
- потенциални узгартириш билан кор-
розия жараёнини бошкариш мумкин.
- хозирги замон коррозияга карши ку-
раш усулларидан бири металлнинг
оксидланиш потенциалига таъсир
курсатишга асосланган.

16-расм. Катод кутбланишининг

поляризация эгри чизиги.