Номер 3, страница 72 - гдз по химии 9 класс учебник Габриелян

3. Что такое ингибиторы коррозии? Что такое протекторы? Чем отличается механизм их действия при защите металлов от коррозии?

Ингибиторы коррозии

Ингибиторы коррозии (от лат. inhibeo — «сдерживаю», «останавливаю») — это химические вещества или их смеси, которые при введении в небольших количествах в коррозионную среду значительно замедляют или полностью подавляют процесс коррозии металла. Они не изменяют основной состав металла или среды, а действуют на границе раздела фаз «металл-среда».

Механизм их действия может быть различным:

• Адсорбционный: Молекулы ингибитора адсорбируются (оседают) на поверхности металла, образуя тонкую защитную пленку. Эта пленка создает физический барьер, препятствующий контакту металла с агрессивными компонентами среды.
• Пассивирующий: Ингибиторы-окислители (например, хроматы, нитриты) переводят поверхность металла в пассивное состояние, способствуя образованию на ней прочной, химически инертной оксидной пленки.
• Электрохимический: Ингибиторы могут замедлять скорость анодного процесса (окисление металла) или катодного процесса (например, восстановление кислорода или ионов водорода), тем самым снижая общую скорость коррозии.

Ингибиторы широко применяются в замкнутых и полузамкнутых системах, например, в системах охлаждения двигателей, в котлах, при транспортировке нефтепродуктов по трубопроводам, а также для консервации оборудования.

Ответ: Ингибиторы коррозии — это химические вещества, добавляемые в коррозионную среду для замедления процесса разрушения металла путем создания защитных пленок или изменения скорости электрохимических реакций на его поверхности.

Протекторы

Протекторы — это один из методов электрохимической защиты от коррозии, также известный как протекторная или жертвенная защита. Протектор представляет собой металл или сплав, который является более электроотрицательным (более активным) по сравнению с защищаемым металлом.

Механизм действия основан на создании гальванической пары. Протектор электрически соединяют с защищаемой конструкцией, и оба они помещаются в электропроводящую среду (например, морскую воду или влажный грунт). В образовавшейся гальванической ячейке:

• Более активный металл (протектор) выполняет роль анода и подвергается коррозионному разрушению (окисляется), "жертвуя" собой. Например, для цинкового протектора: $Zn \rightarrow Zn^{2+} + 2e^-$.
• Защищаемый, менее активный металл (например, сталь) становится катодом. На его поверхности протекают катодные процессы (например, восстановление кислорода), но сам он не окисляется, то есть не корродирует: $O_2 + 2H_2O + 4e^- \rightarrow 4OH^-$.

Таким образом, протектор корродирует вместо основного металла. В качестве протекторов для защиты стали чаще всего используют цинк (Zn), алюминий (Al) и магний (Mg). Этот метод широко применяется для защиты подводных частей корпусов судов, морских платформ, магистральных трубопроводов, стальных свай и других крупных сооружений.

Ответ: Протекторы — это более активные металлы, которые прикрепляются к защищаемой конструкции и, образуя с ней гальваническую пару, разрушаются вместо нее, обеспечивая электрохимическую защиту.

Чем отличается механизм их действия при защите металлов от коррозии?

Основное различие между ингибиторами и протекторами заключается в принципиально разных механизмах их защитного действия.

1. Принцип действия:
   • Ингибиторы действуют по химическому принципу. Они замедляют кинетику уже протекающих коррозионных процессов, не изменяя термодинамику системы кардинально. Они либо создают физический барьер (пленку), либо тормозят анодную или катодную реакции.
   • Протекторы действуют по электрохимическому принципу. Они создают новую гальваническую систему, в которой защищаемый металл принудительно становится катодом, а его потенциал смещается в область, где его окисление становится термодинамически невыгодным.
2. Способ применения:
   • Ингибиторы вводятся непосредственно в коррозионную среду (жидкость, газ), в которой находится металл.
   • Протекторы должны иметь прямой электрический контакт с защищаемой конструкцией. Они являются отдельным конструкционным элементом.
3. Объект воздействия:
   • Ингибиторы воздействуют на границу раздела "металл-среда", изменяя либо свойства среды, либо состояние поверхности металла.
   • Протекторы изменяют электрохимический потенциал всей защищаемой конструкции, превращая ее в катод.
4. Область применения:
   • Ингибиторы эффективны в замкнутых объемах с ограниченным количеством коррозионной среды (системы охлаждения, консервация).
   • Протекторы эффективны в протяженных системах и больших объектах, находящихся в проводящей среде (море, грунт), где введение ингибиторов непрактично.

Ответ: Главное отличие заключается в механизме: ингибиторы — это химические реагенты, замедляющие реакции коррозии на поверхности металла, в то время как протекторы — это более активные металлы, создающие гальваническую пару и разрушающиеся вместо защищаемого объекта за счет электрохимического процесса.