Причина - пассивность
Cтраница 3
Однако следует иметь в виду, что некоторые из этих металлов плохо растворяются в соляной кислоте, например химически чистые цинк и свинец. Последний плохо растворяется вследствие того, что образующаяся в результате растворения соль ( РЬС12) мало растворима в воде и, покрывая поверхность металла, предохраняет его от дальнейшего растворения. Вопрос о причине пассивности цинка, связанной с так называемым перенапряжением, рассматривается в курсе физической химии. С другой стороны, некоторые металлы, как медь и ртуть, стоящие в электрохимическом ряду напряжений правее водорода, немного реагируют с соляной кислотой. Это объясняется растворением находящейся на поверхности металла окисной пленки. [31]
Можно предположить, что поверхностный окисел является настолько тонким, что его невозможно увидеть. В результате полного закрытия металла окислом металл не может анодно растворяться, не подвергается воздействию кислот и не вытесняет других металлов из раствора. Эта теория пользовалась общим признанием до тех пор, пока Гитторф в своей работе над хромом не показал, что теория наталкивается на значительные трудности и что свойства окисла, являющегося причиной пассивности, должны были бы отличаться от свойств любых известных окислов этого металла. Далее были сделаны наблюдения, согласно которым способность к отражению света у пассивного анода и у катода, который является активным, якобы одинакова, что позволяло сделать заключение об отсутствии пленки окисла на аноде. [32]
 |
Коррозия пассивного и активного. [33] |
Но природа этих образований до сих пор не вполне ясна. В основном различают две точки зрения: одна из них связывает пассивность с образованием на поверхности металла тонкой пленки окисла, представляющей отдельную фазу, другая - с образованием слоя хемисорбированного кислорода. Нередко используются обе концепции. Отсутствие в настоящее время такого опыта, который непосредственно и однозначно определил бы причину пассивности, заставляет прибегать к косвенным методам, основывая выводы на группах экспериментальных фактов. [34]
Гидраты окислов щелочных и щелочноземельных металлов в воде растворимы и яе могут предохранить металл от ее действия. Щелочные и щелочноземельные металлы взаимодействуют с водой уже на холоде. Гидрат окиси матния очень мало растворим в воде; поэтому магний взаимодействует с жидкой водой лишь при нагревании. Поэтому с водой алюминий практически не реагирует даже при кипячении, вследствие чего он и сделался излюбленным материалом для кухонной утвари. Легко убедиться, что причиной кажущейся пассивности алюминия по отношению к воде является прилегающая к поверхности металла защитная пленка его окисла или гидрата окиси. Если кусочек алюминия проамальгамировать, погрузив его на некоторое время в раствор сулемы, то такой амальгамированный алюминий с водой вза имодействует уже на холоде, так же как щелочноземельные металлы. На амальгамированной поверхности алюминия - гидрат его окисла не удерживается, отслаивается хлопьями и поверхность металла все время обнажается. [35]
Согласно адсорбционной теории наступление пассивного состояния не обязательно связано с образованием полимолекулярной оксидной пленки. Оно может быть достигнуто также за счет торможения процесса растворения, вызванного адсорбированными атомами кислорода. Появление кислородных атомов на поверхности металла в результате разряда ионов ОН - ( или молекул воды) может происходить при потенциалах более низких, чем те, при которых выделяется кислород или образуются оксиды. Адсорбированные атомы кислорода пассивируют металл, или создавая на его поверхности сплошной мономолекулярный слой, или блокируя наиболее активные участки поверхности, или, наконец, изменяя эффективную величину скачка потенциала на границе металл - раствор. Представление о сплошном мономолекулярном слое кислородных атомов как о причине пассивности металлов не дает ничего принципиально нового по сравнению с пленочной теорией пассивности, тем более, что такой слой трудно отличить от поверхностного оксида. По количеству кислорода мономолекулярный слой его адсорбированных атомов ( или молекул) при плотной упаковке эквивалентен двум - четырем молекулярным слоям, составленным из поверхностного оксида. [36]
Согласно адсорбционной теории наступление пассивного состояния не обязательно связано с образованием полимолекулярной оксидной пленки. Оно может быть достигнуто также за счет торможения процесса растворения, вызванного адсорбированными атомами кислорода. Появление кислородных атомов на поверхности металла в результате разряда ионов ОН - ( или молекул воды) может происходить при потенциалах более низких, чем те, при которых выделяется кислород или образуются оксиды. Адсорбированные атомы кислорода пассивируют металл, или создавая на его. Представление о сплошном мономолекулярном слое кислородных атомов как о причине пассивности металлов не дает ничего принципиально нового по сравнению с пленочной теорией пассивности, тем более, что такой слой трудно отличить от поверхностного оксида. По количеству кислорода мономолекулярный слой его адсорбированных атомов ( или молекул) при плотной упаковке эквивалентен двум - четырем молекулярным слоям, составленным из поверхностного оксида. [37]
Согласно адсорбционной теории, наступление пассивного состояния не обязательно связано с образованием полимолекулярной окисной пленки. Оно может быть достигнуто за счет торможения процесса растворения, вызванного адсорбированными атомами кислорода. Появление кислородных атомов на поверхности металла в результате разряда ионов гидроксила ( или молекул воды) может происходить при потенциалах, более низких, чем те, при которых выделяется кислород или образуются окислы. Адсорбированные атомы кислорода пассивируют металл или создавая на его поверхности сплошной мономолекулярный слой, или блокируя наиболее активные участки поверхности, или изменяя эффективную величину скачка потенциала на границе металл - раствор. Представление о сплошном мономолекулярном слое кислородных атомов, как о причине пассивности металлов, не дает ничего принципиально-нового по сравнению с пленочной теорией пассивности, тем более, что такой слой трудно отличить от поверхностного окисла. По количеству кислорода мономолекулярный слой его плотно упакованных адсорбированных атомов или молекул эквивалентен двум - четырем молекулярным слоям, составленным из поверхностного окисла. [38]
Согласно адсорбционной теории, наступление пассивного состояния не обязательно связано с образованием полимолекулярной окисной пленки. Оно может быть достигнуто также за счет торможения процесса растворения, вызванного адсорбированными атомами кислорода. Появление кислородных атомов на поверхности металла в результате разряда ионов гидроксила ( или молекул воды) может происходить при потенциалах, более низких, чем те, при которых выделяется кислород или образуются окислы. Адсорбированные атомы кислорода пассивируют металл или создавая на его поверхности сплошной мономолекулярный слой, или блокируя наиболее активные участки поверхности, или, наконец, изменяя эффективную величину скачка потенциала на границе металл - раствор. Представление о сплошном мономоле кулярном слое кислородных атомов как о причине пассивности металлов не дает ничего принципиально нового по сравнению с пленочной теорией пассивности, тем более, что такой слой трудно отличить от поверхностного окисла. По количеству кислорода мономолекулярный слой его, адсорбированных атомов ( или молекул) при плотной упаковке эквивалентен двум-четырем молекулярным слоям, составленным из поверхностного окисла. [39]
Гидраты окислов щелочных и щелочноземельных металлов в воде растворимы и не могут предохранить металл от ее действия. Щелочные и щелочноземельные металлы взаимодействуют с водой уже на холоду. Гидрат окиси магния очень мало растворим в воде; поэтому магний взаимодействует с водой лишь при нагревании. Алюминий почти не уступает щелочным и щелочноземельным металлам и магнию по величине сродства к кислороду, но его гидрат окисла в воде практически нерастворим. Поэтому с водой алюминий практически не реагирует даже при кипячении, вследствие чего он и сделался излюбленным материалом для кухонной утвари. Легко убедиться, что причиной кажущейся пассивности алюминия по отношению к воде является прилегающая к поверхности металла защитная пленка его окисла или гидрата окиси. [40]
 |
Схема установки для получения алюминия. i-элентролит. 2-расплавленный алюминий. Л - анодная шина. 4-угольная набивка. S-катодная шина. [41] |
Легко вытягивается в проволоку и прокатывается в тонкие листы. На воздухе алюминий быстро покрывается тонкой прочной пленкой окисла, предохраняющего его от дальнейшего окисления. Также вследствие образования предохранительной пленки гидроокиси на своей поверхности алюминий не взаимодействует с водой. Амальгамированный алюминий ( сплав алюминия с ртутью) энергично разлагает воду. Он растворяется как в разбавленных кислотах: соляной, серной и других, так и в щелочах с образованием алюминатов - соединений, подобных цинкатам. Однако холодная азотная кислота не только по растворяет алюминий, но делает его пассивным. Обработанный азотной кислотой алюминий утрачивает способность растворяться в других разведенных кислотах. Причина пассивности металлов после обработки их азотной кислотой заключается в образовании на поверхности металла тончайшей пленки, препятствующей протеканию реакции взаимодействия с кислотами. [42]
Страницы: 1 2 3