Коррозия жараёнининг мохияти ва тезлиги

Электрохимиявий коррозиянинг кинетикаси.
Юкоридаги термодинамик тушунчалар асосида коррозияланишнинг термодинамика нуктаи назаридан амалга ошиши эхтимоллигини куриб чикдик. Аммо бу коррозия тезлигининг улчови була олмайди. Чунки G нинг катта манфий кийматга эга булиши ( ) хар доим бу реакция юкори тезликда боради, дегани эмас. M: Al металининг кислород таъсирида металл холидан ион холига утиш эхтимоллиги ( G_(Al) =717,9 кж/моль ) темир атомларининг Fe^+2-ионга айланиш эхтимоллиги (G_(Fe) =-254 кж/моль)дан анча катта булсада, алюминий темирга нисбаттан коррозияга кам учрайди.
Бунинг сабаби шундаки, коррозияланишнинг реал тезлиги факатгина унинг термодинамик эхтимоллигига боглик булмасдан, бу жараённинг кинетик омилларига (кристал панжара энергияси, “металл-электролит” узаро таъсири табиати, коррозия махсулоти таркиби, металл ионнинг эритмасидаги диффузияланиши...) богликлигидир.
Хар кандай номувозанат жараёни, шунингдек, коррозияланишнинг тезлиги куйидаги муносабат оркали ифодаланади:
Коррозия тезлиги = коррозияни харакатлантирувчи кучи / жараён боришига карашлилик кучи.
Коррозияланишнинг харакатлантирувчи кучи - мувозанат потенциаллариниг фарки ва емирилаётган металлнинг ионлашуви булса, каршилик кучи - айрим кетма-кет ва паралел борувчи боскичлар амалга ошувининг кийинлигидир. Булар катарига:

• 
  утиш реакция (кучиш реакция) лари киради, яъни заряд ташувчи заррачалар (металл иони ва электронлар) нинг куш электр каватнинг диффузион катлами оркали каттик фаза (металл) дан суюк (ёки газ) фазага утиши киради. Бунда зарядли заррачанинг кучиши эллектрод потенциали билан боглик булган энергетик тусикни енгиб утиши керак.
  
• 
  химиявий реакциялар: металл ионинг эритувчи (сув) молекулалари билан, коррозион мухитдаги бошка ионлар билан таъсирлаши гидратланган ион ёки мурракаб таркибли комплекс ва кам эрийдиган гидроксидлар хосил килиш жараёнлари киради. Умуман бу реакциялар гомоген (эритмада) ва гетероген (металл сиртида) табиатга эга булиши мумкин.
  

Электрохимиявий емирилиш-гетероген реакция булиб, унинг натижасида модданинг концентрацияси ўзгаради. Бу узгариш эритма бутун хажмида модда микдоридан (С⁰) то электрод сатхидаги модда микдори (С^э) гача булади. Бу узгаришлар металл сиртига таъсирлашувчи модда малекулаларини етиб келиши ва ундан реация махсулотини узоклашувини яъни эритма ичига сингиши (конвекция)ни уз ичига олади.
Конвекция икки хил: эритманинг кичик хажм бирлигида зичликлар ва температуранинг хар хиллиги сабабли (табиий конвекция), хамда бирор механик мосламанинг харакати (мажбурий конвекция) туфайли содир булиши мумкин.
Электрод атрофидаги эритмада доимо шундай кават мавжуд буладики, у оркали модда кучиши факатгина молекуляр диффузия туфайли амалга ошади. Бу кават дифузион кават дейилади.Эритмадаги диффузиянинг харакатлантирувчи кучи концентрациялар (С⁰ ва С^э) фаркидир.
Концентратлар фарки (С⁰-С^э) нинг шу фарк юзага келиши мумкин булган диффузион кават калинлиги (б) га нисбати концентрация градиенти дейилади.
Дифузион кавватдан ташкаридаги модданинг концентрацияси эритма концентрациясига тенг булади.

1-реагентнинг металлга якинлашув

эгри чизик.
2-реакция махсулотининг узоклашув
эгри чизик.

Фикнинг I конунига кура стационар диффузион электрод жараёнларидаги S-юзали майдонда вактда диффузияланувчи ионларнинг “моль” лар сони - N концентрация градиенти (С_о-С^э/б) га тугри пропорционалдир.

Коррозия жараёни тезлиги одатда металл сиртига оксидловчи молекуласининг якинлашувига боглик булгани учун катод реакцияси учун
(С^о_ох>C^э_ох) булганда:
N=D* С^о_ох - C^э_ох /б *S* булади.
Бунда: D - кайтарилаётган оксидловчининг диффузия коэффициенти.
Агар Фарадей конунига кура: N=i_k* / n*F;
i_k - катод ток кучи. Иккала тенглама биргаликда ечилса:
i_k = D* С^о_ох - C^э_ох /б *n*F келиб чикади.
Бу муносабатдан шуни тушуниш мумкинки, диффузион тезликнинг асосида электрод жараёни тезлигининг металл сиртига оксидловчи молекулалари етиб келиши (тезлиги)га богликлиги ётади.
Демак концентрация градиентининг киймати канча катта булса, оксидловчининг металлга етиб келиши шунча куп балади. Бу катод жараёни учун (эритма гидродинамикаси узгармас булганда) b=const да ва оксидловчининг бирор аник микдори С^о_ох=const ва C^э_ох-0 булганда:
i_k^max=n*F*D*С^о_ох/b булади.
i_k^max =i_k^чегара - айни шароитда, катод жараёни чегара токининг зичлиги.


Диффузияланишнинг чегара ток зичлиги i_k^чегара вакт бирлиги ичида металлнинг юза бирлигига тугри келувчи модданинг диффузияси туфайли узгарган модда микдорига концентрацияга тугри келадиган ток кучи.