Коррозия металлов и защита от неё
🧪 Химия · 9 класс
Что такое коррозия металлов
Коррозия — это самопроизвольное разрушение металлов и сплавов под действием окружающей среды. По своей химической сути это окислительно-восстановительный процесс: атомы металла отдают электроны и превращаются в положительные ионы, то есть металл окисляется. Самый известный и наглядный пример коррозии — ржавление железа на влажном воздухе.
Коррозия наносит огромный экономический ущерб: ежегодно из-за неё безвозвратно теряется значительная часть всего произведённого в мире металла. Разрушаются мосты, трубы, корпуса судов, автомобили. Поэтому защита металлов от коррозии — важнейшая практическая задача химии и техники.
Виды коррозии
В зависимости от условий различают два основных вида коррозии.
- Химическая коррозия — это взаимодействие металла с сухими газами или с веществами, не проводящими электрический ток. Так, при сильном нагревании металл окисляется кислородом воздуха, покрываясь окалиной.
- Электрохимическая коррозия — это разрушение металла в растворах электролитов или во влажном воздухе. При этом возникают мельчайшие гальванические элементы, и более активный металл разрушается быстрее. Этот вид коррозии встречается чаще всего.
Упрощённое уравнение ржавления железа во влажном воздухе:
4Fe + 3O_2 + 6H_2O → 4Fe(OH)_3Образующийся гидроксид железа постепенно превращается в рыхлую бурую ржавчину, которая не защищает металл, а легко осыпается, открывая доступ к новым слоям железа.
Условия, ускоряющие коррозию
| Фактор | Влияние на коррозию |
|---|---|
| Высокая влажность воздуха | Усиливает |
| Растворённые соли (морская вода) | Сильно усиливает |
| Кислоты и кислотные дожди | Усиливают |
| Контакт двух разных металлов | Усиливает у более активного |
| Сухой чистый воздух | Замедляет |
Способы защиты от коррозии
Чтобы продлить срок службы металлических изделий, применяют разные способы защиты.
- Защитные покрытия — нанесение красок, лаков, эмалей или смазки. Они не пропускают к металлу воздух и влагу.
- Покрытие другим металлом — оцинкование, никелирование, хромирование. Тонкий слой стойкого металла защищает основной.
- Создание устойчивых сплавов — например, нержавеющая сталь содержит добавку хрома и почти не ржавеет.
- Протекторная защита — к изделию присоединяют более активный металл (протектор), который разрушается первым, сохраняя основную конструкцию.
Частая ошибка: считать, что любое покрытие спасает металл навсегда. Если покрытие повреждено и под ним находится менее активный металл, коррозия может пойти даже быстрее, чем без покрытия.
Кратко о главном
- Коррозия — это окисление металла средой, разновидность ОВР.
- Различают химическую и электрохимическую коррозию.
- Влага и растворённые соли ускоряют разрушение, сухой воздух замедляет.
- Металл защищают покрытиями, стойкими сплавами и протекторами.