Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

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

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "8 Korrózió Elektrokémia kinetika Írta: Rauscher Ádám Bemutató: Kutsán György."— Előadás másolata:

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

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

3 Túlfeszültség Az egyensúlyi potenciáltól való eltérés, jele :  Azaz polarizáljuk az elektródot:  = E+  Az áramsűrűségek is átalakulnak: Ha: f=F/(RT) j a = j 0 e (1-  )f  j k = j 0 e -  f 

4 Korróziós folyamat

5 A polarizációs görbék

6 Elektródfolyamat Folyamatában Szorpció Transzport Reakció Elektron- átmenet Reakció ne RiRi RkRk R’ Ra OaOa O’ OiOi OkOk

7 Katódos hidrogénfejlődés Tafel meredekség: Ez számos fémre 0,11-0,12 V/dekád Túlfeszültség is fellép, ennek oka: –Tafel: M..H + M..H → H M –Heyrovsky: M..H + H + + e - → H 2 + M –Erdey-Grúz és Volmer: H 3 O + + e - → H + H 2 O

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  = 0,5 a Tafel állandó b= 0,118 A felületi borítottság , így (Tomkin):

9 Erdey-Grúz és Volmer Ők vezették be az átlépési tényezőt  - t Ha a kettősréteg energetikai szerkezete szimmetrikus, akkor  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 1.Anyagszállítás az elektródhoz 2.Dehidratáció és adszorpció a felületen 3.Semlegesítődés (sebesség-meghatározó Erdey-Grúz és Volmer szerint) 4.H atomok adszorpciója a fémen M..H átmeneti komplex formájában (sebesség- meghatározó Tafel illetve Heyrovsky szerin) 5.Rekombináció és deszorpció

11 Elektródfolyamat Folyamatában Szorpció Transzport Reakció Elektron- átmenet Reakció ne RiRi RkRk R’ Ra OaOa O’ OiOi OkOk Erdey-Grúz és Volmer Tafel és Heyrovsky

12 Finomított modellek Horiuti és Okamoto szerint: 2H 3 O + +e - → H H 2 O Így a 3. lépés nem mindig sebesség- meghatározó

13 Fémek aktív oldódása A csereáram tág határok között változhat A Tafel egyenes meredeksége RT/  zF; az  = 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 + → Fe 2+ (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(H 2 O) adsz + H 2 O FeOH ─ + H 3 O + 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 képz ő dik –majd a sebesség-meghatározó lassú lépés: Fe(OH) adsz → FeOH + + 2e - –a gyors oldódás: FeOH + → Fe 2+ + OH ─ b=29,5 mV összhangban a kísérleti adatokkal

18 Modellek IV. Lorenz: –Előidejű gyors egyensúlyok: Fe + H 2 O Fe(H 2 O) adsz Fe(H 2 O) adsz Fe(OH ─ ) adsz + H + Fe(OH ─ ) adsz Fe(OH) adsz + e - –Felületi katalizátor: Fe(OH) adsz + Fe Fe(OHFe) adsz lassú

19 Lorenz modell –Az átlépés: Fe(OHFe) adsz + OH ─ FeOH + + Fe(OH) adsz + 2e - Ez a sebesség-meghatározó lépés –Oldódás FeOH + + H + Fe 2+ (akv) FeOH + + H 2 O Fe 2+ (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(H 2 O) 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


Letölteni ppt "8 Korrózió Elektrokémia kinetika Írta: Rauscher Ádám Bemutató: Kutsán György."

Hasonló előadás


Google Hirdetések