O`zbekiston respublikasi oliy va o`rta maxsus ta`lim vazirligi toshkent davlat texnika universiteti “Geologiya qidiruv” fаkultеti “Nеft va gazni qayta ishlash ob’ektlari” kаfеdrаsi «korroziyadan himoya qilish»

6.1-расм. Металл эриш тезлигининг потенциалга боғлиқлиги.
Ўтиш соҳаси металлнинг турғун бўлмаган пассив ҳолатига тўғри келади.

Потенциалнинг маълум бир қийматидан бошлаб (5.7-расмда Е_қп), потенциалнинг мусбат йўналишда силжиши билан металлнинг эриш тезлиги яна ортади. Бунда металл пассив ҳолатининг бузилиши юз беради, бундай ҳолат унинг актив ёки қайта пассивланиш ҳолати дейилади. Потенциал мусбат қийматининг ортиши билан металлнинг эриш тезлиги яна орта бошлайди. Бунда актив ҳолатдан фарқли ҳолда, металлнинг эриши юқори даражадаги оксидланиш ионларининг ҳосил бўлиши билан кечади. Масалан темир актив ҳолатда эритмага икки зарядли ионлар шаклида ўтса, қайта пассивланган соҳада у эритмага уч зарядли ионлар шаклида ўта бошлайди.

6.2. Актив ҳолатда металларнинг эриш қонуниятлари
Актив ҳолат соҳасида металларнинг эриши Е потенциал билан ток зичлиги логарифми орасидаги чизиқли боғланиш билан характерланади.
Металлар эришининг анод реакцияси механизмини ўрганишда шундай савол туғилади: металлнинг кристалл панжарадан эритмага ўтиши
Me = Ме^п+ + пе
реакцияда қатнашадиган барча n валентли электронларнинг бир вақтнинг ўзида (бир актда) ажралиши билан боғлиқми ёки бундай ажралиш қатор кетма-кет, масалан бир электронли қуйидаги босқичлар билан амалга ошадими: Me = Ме⁺ + е (6.1)
Ме⁺ = Ме²⁺ + е (6.2)
.......................................
Me^(n—1)+ = Meⁿ⁺ + e (6.3)
Ҳозирги вақтда металлар эриш жараёнининг деярли барча ҳолатларида кўп босқичли эканлиги аниқ қайд этилган.
Бироқ яна бир савол туғилади: босқичларнинг қай бири йиғинди реакция тезлигини ифодалайди? Бу саволга жавобни Ме²⁺ (яъни, n=2) ионларининг ҳосил бўлиши билан кечадиган Ме металлнинг икки босқичли эришида кўрсатиш мумкин. Бу жараённи қуйидаги схема орқали ифодалаймиз:
Me → Ме⁺ + е (6.4)
Ме⁺ → Ме²⁺ + е (6.5)
Бунда икки ҳол бўлиши мумкин:
1. (6.4) босқич ундан кейинги (6.5) босқичга нисбатан секинроқ кечади ва у жараённинг йиғинди тезлигини лимитлайди. Биринчи босқич учун Тафел тенгламасига асосан анод токининг зичлиги:
i_a = k∙exp[βF (Е – E_м) /RT] (6.6)
b коэффициент b=2,3 RT/βF тенгламадан аниқланади (бунда β = 0,5) ҳисоблашларга асосан b = 118 мВ.
2. Иккинчи ҳолда лимитловчи бисқич (6.5) ҳисобланади. Бу ҳолда (6.4) босқичда ҳосил бўлган Ме⁺ ионлари, металл сиртида тескари (Ме⁺ нинг металлгача қайтарилиши) жараён бориш имкониятини яратувчи концентрация миқдорига етгунча йиғила боради. Бунда металлда мувозанат ҳолати вужудга келади:
Me ↔ Ме⁺ + е (6.7)
Бу мувозанат ҳолатига мос келадиган потенциал қуйидаги тенгламага асосан аниқланади:
Е = Е_м + (2,3RT/F) lga_M+, (6.8)
бу ерда Е_м – (6.8) реакциянинг мувозанат потенциали. Доимий R, T, F катталикларнинг қийматларини қўйиб (b=2,3RT/F≈0,04 В), алмаштириш-лардан сўнг
Е = К' +0,04 lg i_а (6.9)
бу ерда К' – константа.
Е билан lgi_a нинг тўғри чизиқли боғланишидаги бундай “ностандарт” қиялик иккинчи электроннинг оҳиста ажралиши орқали қўш зарядли Ме²⁺ ионларигача икки босқичли механизм билан борадиган металл эриши электрокимёвий реакцясининг белгиси сифатида хизмат қилиши мумкин.