4.1Các yếu tố ảnh hưởng đến độ bền ăn mòn của kim loại - Nhiệt động học xác định sự ăn mòn kim loại có thể xảy ra hay không? - Luyện kim có ảnh hưởng đến độ bền ăn mòn - Hóa lý: Xác định cơ chế của các phản ứng ăn mòn - Điện hóa học: Xác định tốc độ của phản ứng ăn mòn. 4.2 Điện cực đơn và điện cực hỗn hợp 4.2.1 Điện cực đơn: Trên bề mặt tiếp xúc pha “điện cực – môi trường dung dịch điện ly” chỉ có một phản ứng điện cực duy nhất xảy ra. Chương IV. ĐỘNG HỌC ĂN MÒN ĐIỆN HÓA HỌC CÁC KIM LOẠI VD: Nhúng tấm đồng vào dung dịch CuSO 4 đã đuổi khí. Trên bề mặt đồng sẽ đạt tới trạng thái cân bằng: Cu2+ + 2e-  Cu. Giá trị điện thế ở trạng thái cân bằng gọi là điện thế cân bằng (điện thế thuận nghịch, điện thế nghỉ, cb E Cu2+/Cu ). Qui ước i anot > 0, i catot < 0.Tại E = E cb thì mật độ dòng điện i = 0. Mật độ dòng trao đổi: i o = i a = -i c . Khi điện thế điện cực E khác cb E, sẽ có dòng điện đi qua bề mặt tiếp xúc “điện cực kim loại – dung dịch điện ly”. Quá thế  là hiệu số giữa điện thế điện cực E và điện thế cân bằng cb E ( = E – cb E). Nếu  > 0 thì phản ứng oxy hóa (phản ứng anot) xảy ra. Nếu  < 0 thì phản ứng khử (phản ứng catot) xảy ra. Chương IV. ĐỘNG HỌC ĂN MÒN ĐIỆN HÓA HỌC CÁC KIM LOẠI • Điều kiện để phản ứng ăn mòn điện hóa học kim loại xảy ra là: Có sự giảm năng lượng tự do (G) của hệ: G = -nFE pin <0, trong đó: n- số điện tử trao đổi; F – hằng số Faraday (F=96.500 C = 96.500A.s); E pin - Điện thế của pin ăn mòn(V). E pin = E catot – E anot >0, do đó: E catot > E anot • Xác định thế điện cực tiêu chuẩn của bán pin Kẽm: Pt/H 3 O+,H 2 //Zn2+ (aq)/Zn catot anot Chương IV. ĐỘNG HỌC ĂN MÒN ĐIỆN HÓA HỌC CÁC KIM LOẠI [...]... O2 + 4H+ + 4e → 2H2O (1) Trong dung dịch pH ≥7: O2 + 2H2O + 4e → 4OH- (2) 4. 9.2 Giản đồ Pourbaix của các kim loại bị ăn mòn • Các vùng trên giản đồ Pourbaix thường có tên là vùng thụ động, vùng ăn mòn và vùng bền ăn mòn • Sự ăn mòn có thể xảy ra trong những vùng mà ion kim loại Mn+ ở trạng thái bền • Kim loại có thể bền ăn mòn hoặc thụ động trong những vùng mà oxyt kim loại ở trạng thái bền 34 • Trong... HÓA HỌC CÁC KIM LOẠI Một số phản ứng khử ở điện cực catot cần nhớ: * Giải phóng hydro (pH . O 2 + 4H++ 4e-  2H 2 O (Eo O2/H2O = 1 ,22 9 Volt). Chương IV. ĐỘNG HỌC ĂN MÒN ĐIỆN HÓA HỌC CÁC KIM LOẠI Khử khí oxy trong dung dịch axit (pH <7): (½)O 2 + 2H++ 2e-  H 2 O (Eo O2/H2O. 1 ,22 9 Volt). Ecb O2/H2O = Eo O2/H2O – (0,059 /2) .[log1 – (1 /2) .loga O2 + 2loga H+ )] Ecb O2/H2O = 1 ,22 9 + (0,059 /4) [loga O2 + 0,059loga H+ ] Ecb O2/H2O = 1 ,22 9 + (0,059 /4) [logp O2 . CE. Chương IV. ĐỘNG HỌC ĂN MÒN ĐIỆN HÓA HỌC CÁC KIM LOẠI 11 2. 3 .2 Phương trình Butler – Volmer cho điện cực hổn hợp Xét Fe → Fe 2+ + 2e Anốt 2H + + 2e → H 2 Catốt Fe + 2H + → Fe 2+ + H 2 Tổng •