1 / 22

8 Korrózió

8 Korrózió. Elektrokémia kinetika Írta: Rauscher Ádám Bemutató: Kutsán György. Csereáram. Az eddigi fejtegetések egyensúlyban (stacionárius állapotban) érvényesek, azaz a két áramsűrűség egyenlő: j = j a = - j k ,. Túlfeszültség. Az egyensúlyi potenciáltól való eltérés, jele : h

jaafar
Download Presentation

8 Korrózió

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. 8Korrózió Elektrokémia kinetika Írta: Rauscher Ádám Bemutató: Kutsán György

  2. Csereáram • Az eddigi fejtegetések egyensúlyban (stacionárius állapotban) érvényesek, azaz a két áramsűrűség egyenlő:j = ja = - jk ,

  3. Túlfeszültség • Az egyensúlyi potenciáltól való eltérés, jele : h • Azaz polarizáljuk az elektródot: DF = E+h • Az áramsűrűségek is átalakulnak: • Ha: f=F/(RT) • ja = j0 e(1-a)fh jk = j0 e-afh

  4. Korróziós folyamat

  5. A polarizációs görbék

  6. Ok Oi O’ Transzport Reakció Szorpció Oa Elektron- átmenet ne Ra Szorpció Reakció Transzport Rk R’ Ri Elektródfolyamat • Folyamatában

  7. Katódos hidrogénfejlődés • Tafel meredekség: • Ez számos fémre 0,11-0,12 V/dekád • Túlfeszültség is fellép, ennek oka: • Tafel: M..H + M..H → H2 + 2 M • Heyrovsky: M..H + H+ + e-→ H2 + M • Erdey-Grúz és Volmer: H3O+ + e-→ H + H2O

  8. Hidrogénfejlődés mechanizmusa • Az áram H+ ionokat a fém felületéhez szállítja • Ezzel nő a kondenzátorok töltése, azaz a potenciál gradiens • Gátolva van az elektronátlépés a H+ ionokra • Az átmeneti komplex ugyanaz a Red és Ox formára, így a = 0,5 a Tafel állandó b= 0,118 • A felületi borítottság Q, így (Tomkin):

  9. Erdey-Grúz és Volmer • Ők vezették be az átlépési tényezőta-t • Ha a kettősréteg energetikai szerkezete szimmetrikus, akkora=0,5. • A H atomok is adszorbeálódnak a felületen, így kisebb felület marad az elektronátlépéshez. • A borítottság függhet: • a potenciáltól és • az elektrolit oldat nedvesítő képességétől is.

  10. Részfolyamatok • Anyagszállítás az elektródhoz • Dehidratáció és adszorpció a felületen • Semlegesítődés (sebesség-meghatározó Erdey-Grúz és Volmer szerint) • H atomok adszorpciója a fémen M..H átmeneti komplex formájában (sebesség-meghatározó Tafel illetve Heyrovsky szerin) • Rekombináció és deszorpció

  11. Elektródfolyamat • Folyamatában Ok Oi O’ Transzport Reakció Szorpció Oa Elektron- átmenet ne Erdey-Grúz és Volmer Ra Szorpció Reakció Transzport Rk R’ Ri Tafel és Heyrovsky

  12. Finomított modellek • Horiuti és Okamoto szerint: 2H3O+ +e-→ H2+ + 2H2O • Így a 3. lépés nem mindig sebesség-meghatározó

  13. Fémek aktív oldódása • A csereáram tág határok között változhat • A Tafel egyenes meredeksége RT/azF;aza = 0,3-0,7 közt változik. • A változó vegyértékű fémek több lépésben reagálnak • A fémfelület nem egységes, aktív helyek lehetnek • Az anion adszorpció különféleképpen befolyásolja a reakciót

  14. Vas oldódása • Heusler: • Fe + OH─Fe(OH)adsz + e-katalizátor képződik egy gyors egyensúlyi lépésben • Fe + OH─ + K → FeOH+ + K + 2e-lassú sebesség-meghatározó lépés • FeOH+ + H+→ Fe2+ (akv)gyors deszorpció és oldódás

  15. Modellek I. • A gátolt közbülső reakcióra: • Az egyensúlyi reakció potenciálfüggő: • Összevonva a két egyenletet:b=29,5 mV

  16. Modellek II. • Savas közegben: Fe(H2O)adsz+ H2O FeOH─ + H3O+ • a FeOH─ borítottsága • Az átlépési reakció: FeOH─ → FeOH+ + 2e-

  17. Modellek III. • Bockris • Fe + OH─Fe(OH)adsz + e-egy gyors egyensúlyi lépésben nem katalizátor képződik • majd a sebesség-meghatározó lassú lépés: Fe(OH)adsz→ FeOH+ + 2e- • a gyors oldódás:FeOH+ → Fe2+ + OH─ b=29,5 mV összhangban a kísérleti adatokkal

  18. Modellek IV. • Lorenz: • Előidejű gyors egyensúlyok: Fe + H2O Fe(H2O)adsz Fe(H2O)adsz Fe(OH─)adsz + H+Fe(OH─)adszFe(OH)adsz + e- • Felületi katalizátor:Fe(OH)adsz + Fe Fe(OHFe)adszlassú

  19. Lorenz modell • Az átlépés: Fe(OHFe)adsz + OH─ FeOH+ + Fe(OH)adsz + 2e- Ez a sebesség-meghatározó lépés • OldódásFeOH+ + H+Fe2+(akv)FeOH+ + H2O Fe2+(akv) + OH-

  20. Az eltérések okai • A minták felületi állapota aktív centrumok koncentrációja különbözik • Bockris kísérleteiben kicsi, így a katalizátor elreagál. • Lorenznél a második reakció erősen jobbra tolódik, így gyakorlatilag a Heusler mechanizmus érvényesül.Fe(H2O)adsz Fe(OH─)adsz + H+ • Manapság már 9 köztitermék szerepel a mechanizmusokban

  21. Anionok • Nagy szerepet játszanak a felületi réteg kialakításában • A szulfát ionok hatására az oldódási sebesség logaritmusa a pH-val arányos • A klorid ionok hatása gyakorlati szempontból fontos • A kompetitív adszorpció az OH─ ionok adszorpcióját nehezíti, így akár csökkenhet is az oldódás

  22. Passzív állapot

More Related