При соприкосновении металла с электролитом возможны следующие случаи.

1. Энергия гидратации больше энергии связи ион-атома металла с полусвободными электронами.

В таком случае переход иона металла в раствор является термодинамически возможным; силы гидратации вырывают из кристаллической рещетки часть ионов металла, переходящих в раствор; при этом в металле остается избыточный отрицательный заряд. На границе металл — электролит образуется двойной электрический слой и металл приобретает отрицательное значение потенциала (рисунок, схема 1).

2. Энергия гидратации меньше энергии связи ион-атома с электронами. В этом случае переход ионов в раствор термодинамически невозможен. Наоборот, силы взаимодействия электронов с ионами металла становятся способными дегидратировать часть ионов, находящихся в растворе.

Положительные ионы осядут на металл и зарядят его положительно, а в растворе останется эквивалентное количество отрицательных ионов (анионов). И здесь образуется двойной электрический слой, но металл

приобретает положительный потенциал (см. рисунок, схема 2).

 

Мини-картинка металл - электролит

Схемы образования двойного слоя на границе металл — электролит

 

Величина и знак возникающих на границе металл—электролит электродных или электрохимических потенциалов определяются природой металла, составом электролита и температурой.

В зависимости от величины электродных потенциалов металлы могут быть расположены в ряды напряжений.

Нормальный ряд напряжений содержит значения стандартных потенциалов, приобретаемых металлами в нормальных растворах одноименных солей (например, при погружении цинка в 1н -раствор ZnSО4). Практически более важными являются так называемые неравновесные потенциалы, возникающие при погружении металлов в растворы, содержащие не только одноименные ионы (или совсем их не содержащие). Значения таких неравновесных потенциалов (по отношению к водородному потенциалу[1], условно принятому за нуль) в 3%-ном NaCl при 18° С даны в табл. 55.

Металлы, обладающие более отрицательным потенциалом, например магний, цинк, легко отдают свои электроны и переходят в ионизированное, окисленное состояние. Поэтому их коррозионная стойкость гораздо меньше стойкости металлов с более положительным потенциалом (медь, серебро).

 

Электродные потенциалы некоторых металлов в 3%-ном растворе NaCl при 18°

 

 

Металл

Электродный потенциал в в

Металл

Электродный потенциал в в

начальный

конечный

начальный

конечный

Магний

—1,45

____

Висмут

—0,15

—0,18

Цинк

—0,83

—0,83

Никель

—0,13

—0,02

Алюминий

—0,63

—.0,63

Хром

—0,02

+0,23

Кадмий

—0,58

—0,52

Медь

4-0,02

+0,05

Железо

—0,34

—0,50

Серебро

+0,24

+0,20

Олово

—0,25

—0,25

 

 

 

 

 

 



[1]Водородный потенциал может быть практически измерен с помощью водородного электрода, представляющего собой платиновую проволоку, погруженную в 1н раствор НС1 и обтекаемую газообразным водородом.

Анодом называется всегда электрод, от которого во внешнюю цепь движутся электроны.

 

  • Читать все новости