Question

Wypisz podstawy procesu korozji elektrochemicznej i napisz na czym polega reakcja anodowa, katodowa jak i na czym polega transport jonów i elektronów

Answer 1

Verified answer

Odpowiedź:

Proces korozji elektrochemicznej jest wynikiem reakcji chemicznej między materiałem metalowym a środowiskiem, która zachodzi na skutek obecności wilgoci, tlenu oraz innych czynników. Podstawowy model korozji elektrochemicznej opisuje trzy główne elementy: anodową reakcję utleniania, katodową reakcję redukcji oraz transport jonów i elektronów.

1. Reakcja anodowa:

Reakcja anodowa zachodzi na powierzchni metalu, gdzie dochodzi do utleniania atomów metalu i utworzenia jonów metalowych. W tej reakcji elektrony są uwalniane z metalu, co prowadzi do utworzenia jonów dodatnich. Na przykład, dla żelaza (Fe), reakcja anodowa może być opisana jako utlenianie żelaza do jonów Fe²⁺:

Fe(s) -> Fe²⁺(aq) + 2e⁻

2. Reakcja katodowa:

Reakcja katodowa występuje w obszarze, gdzie dostępny jest tlen lub inne utleniacze, które mogą zaakceptować elektrony uwolnione w reakcji anodowej. Reakcja ta prowadzi do redukcji substancji utleniających. Przykładowo, w przypadku korozji żelaza reakcja katodowa może być opisana jako redukcja tlenu:

O₂(g) + 4H⁺(aq) + 4e⁻ -> 2H₂O(l)

W tej reakcji tlenu cząsteczkowego (O₂) reaguje z jonami H⁺ i elektronami, tworząc cząsteczki wody (H₂O).

3. Transport jonów i elektronów:

Transport jonów odbywa się przez elektrolit, czyli substancję przewodzącą, która może zawierać jony. W przypadku korozji elektrochemicznej, elektrolitem może być np. wilgotne środowisko zawierające sole. Jon metalowy utworzony w reakcji anodowej może poruszać się przez elektrolit do rejonu reakcji katodowej.

Transport elektronów zachodzi przez metalową strukturę. W reakcji anodowej elektrony są uwalniane z metalu, a w reakcji katodowej są one zużywane. Elektrony przenoszą się między anodą i katodą poprzez metal, co umożliwia zamykanie obiegu prądu.

W rezultacie procesu korozji elektrochemicznej, dochodzi do utraty substancji metalicznej na anodzie oraz równoczesnej redukcji na katodzie, prowadząc do degradacji materiału.