Файл: Герасимов В.В. Материалы ядерной техники учеб. пособие.pdf

Остановимся на катодном процессе кислородной деполяриза­ ции, который можно выразить следующей реакцией:

В разбавленных растворах, насыщенных воздухом, т. е. при дав­ лении кислорода 0,21 ат при pH 0; 7 и 14 потенциал равновес­ ного кислородного электрода будет равен соответственно 1,2; 0,8; 0,4 в. Следует заметить, что по ряду причин на технически важных металлах равновесный кислородный электрод ие реали­ зуется, а устанавливается потенциал, называемый стационарным, величина которого отлична от приведенных значений. Природа этого потенциала будет рассмотрена позднее.

При потенциале, более положительном, чем равновесный по­ тенциал кислородного электрода, реакция пойдет в обратном направлении, т. е. будет осуществляться анодный процесс обра­ зования кислорода и воды из ОН~-иона. Соответственно при по­ тенциале, более отрицательном, чем потенциал кислородного электрода, в результате реакции будет осуществляться катодный процесс ионизации кислорода до ОН_-иона. Следует заметить, •что эта реакция может иметь перенапряжение, аналогичное перенапряжению реакции разряда иона водорода. Величина пе­ ренапряжения зависит, в частности, от природы металла. Скорость реакции ионизации кислорода зависит от потенциала металла по уравнению

Поляризационная кривая, выражающая связь скорости электродного процесса и потенциала, в простых координатах выразится линией ОА (рис. 5.1,а), а в полулогарифмических координатах — О'А' (рис. 5.1,6). С уменьшением потенциала (т. е. со смещением его в отрицательную сторону) скорость ре­ акции ионизации кислорода возрастает до величины, равной предельному диффузионному току. Весь кислород, который диф­ фундирует из объема электролита к поверхности металла в еди­ ницу времени, будет расходоваться на протекание катодной ре­ акции. Концентрация кислорода непосредственно на поверхности электрода будет равна нулю. Поскольку скорость диффузии кислорода не зависит от потенциала, увеличение потенциала не изменяет в этом случае скорости катодного процесса. Участок катодной поляризационной кривой, отвечающий предельному диффузионному току {AB), параллелен оси ординат. При потен­

раствор в виде ионов

Me -г- Ме2+ + 2е.

Как и катодные реакции, анодные реакции имеют свой потен­ циал. Нормальные потенциалы анодных реакций растворения ряда технически важных металлов представлены в табл. 5.1. Заметим, однако, что в реальных случаях коррозии корректное определение потенциала анодной реакции дать достаточно труд­ но. Потенциал растворяющегося металла согласно уравнению Нернста зависит от концентрации ионов металла в среде, которая меняется во времени и зависит от условий размешива­ ния среды и других факторов. В реальных случаях коррозии поверхность металла обычно покрыта окисной пленкой, отло­ жениями продуктов коррозии. На поверхности металла могут адсорбироваться кислород, молекулы воды и ионы, присутст­ вующие в среде. Все это приводит к нарушению зависимости потенциала растворяющегося металла от концентрации его ионов, выражаемой уравнением Нернста. При наличии упомя­