Номер 3, страница 51 - гдз по химии 8 класс учебник Оспанова, Аухадиева

3. Что такое электрохимическая коррозия?

3. Что такое электрохимическая коррозия?

Электрохимическая коррозия — это процесс разрушения металлов и их сплавов при контакте с проводящей жидкостью (электролитом), который сопровождается возникновением электрического тока внутри системы. Это наиболее распространенный вид коррозии, с которым мы сталкиваемся в повседневной жизни (например, ржавление железа).

Механизм электрохимической коррозии основан на работе множества микроскопических гальванических пар, которые образуются на поверхности металла. Это происходит, когда:

• два разных металла контактируют друг с другом в присутствии электролита;
• на поверхности одного металла есть участки с разной химической активностью (например, из-за примесей, неоднородности структуры или неравномерного доступа кислорода).

В такой гальванической паре всегда есть три обязательных компонента:

1. Анод — более активный участок (или металл с более низким электродным потенциалом). Здесь происходит процесс окисления, то есть сам металл разрушается, переходя в раствор в виде ионов и отдавая электроны.
2. Катод — менее активный участок (или металл с более высоким потенциалом). На нем происходит процесс восстановления окислителя из окружающей среды (например, кислорода или ионов водорода), который принимает электроны, пришедшие от анода. Катод при этом не разрушается.
3. Электролит — среда, проводящая электрический ток за счет движения ионов (например, вода с растворенными солями, кислотами, или даже просто влага из атмосферы).

Рассмотрим классический пример — коррозия железа (стали) во влажном воздухе. Техническое железо всегда содержит примеси, например, углерод или медь, которые менее активны, чем само железо.

1. Анодный процесс: Участки с чистым железом играют роль анодов. Атомы железа окисляются:

$Fe^0 - 2e^- \rightarrow Fe^{2+}$

2. Катодный процесс: Участки с примесями (например, углеродом) играют роль катодов. Электроны, отданные железом, перемещаются к катоду. Во влажном воздухе (нейтральная среда) на катоде происходит восстановление кислорода, растворенного в пленке воды:

$O_2 + 2H_2o + 4e^- \rightarrow 4OH^-$

Если среда кислая, то на катоде восстанавливаются ионы водорода:

$2H^+ + 2e^- \rightarrow H_2 \uparrow$

3. Образование ржавчины: Ионы железа $Fe^{2+}$, образовавшиеся на аноде, реагируют с гидроксид-ионами $OH^-$, образовавшимися на катоде, и далее окисляются кислородом воздуха. В результате образуется гидроксид железа(III) — бурое вещество, известное как ржавчина.

$Fe^{2+} + 2OH^- \rightarrow Fe(OH)_2$

$4Fe(OH)_2 + O_2 + 2H_2o \rightarrow 4Fe(OH)_3 \downarrow$

Скорость электрохимической коррозии значительно возрастает в присутствии солей (например, в морской воде), так как они увеличивают электропроводность водной среды.

Ответ: Электрохимическая коррозия — это самопроизвольный процесс разрушения металла в среде электролита, обусловленный возникновением и работой множества гальванических микроэлементов на его поверхности. В ходе этого процесса более активный участок металла (анод) окисляется (разрушается), а на менее активном участке (катоде) происходит восстановление окислителя из окружающей среды.