Elektrický
proud je usměrněný pohyb nabitých částic. V
elektrolytu iontů a v kovu elektronů. V článku tedy
musí existovat síla, která uvede do pohybu nejen
ionty, ale i elektrony.
Koroze železa
vyžaduje nezbytnou součinnost těchto složek:
kyslíku, vody a elektrolytu. Při korozi železa funguje článek, kde slouží
jako elektrody uhlík(ten je vždy v
železu jako příměs) a železo v elektrolytu,
např. síranu železnatého (vzniká ve znečištěném
vzduchu z oxidu
siřičitého).Uhlíková elektroda se
dostává do kontaktu s kyslíkem a ten spolu se
železem podléhá
elektrochemickým dějům. Z Beketovovy řady kovů |
| Li |
K |
Ba |
Ca |
Na |
Mg |
Be |
Al |
Mn |
Ti |
Zn |
Cr |
Fe |
Cd |
Co |
Ni |
Sn |
Pb |
H2 |
Cu |
Ag |
Hg |
Pt |
Au |
|
| plyne,
že železo je kov
neušlechtilý.Standartní
elektrodové potenciály polorovnic jsou: |
| 2/0 |
Fe(OH)2
/ Fe |
Fe(OH)2 +
2e- --›
Fe + 2OH-1 |
E0 = - 0,89 |
|
| a |
| 0 /-2 |
O2 / OH-1 |
O2 + 2H2O + 4e---›
4OH-1 |
E0 = +0,40 |
|
| Větší je
potenciál je u redukce kyslíku, takže tato poloreakce probíhá v naznačeném
směru , zatímco reakce se železem ve směru opačném |
| 4Fe + 8OH-1 -
8e---› 4Fe(OH)2 |
|
|
a |
|
| 2O2 + 4H2O
+ 8e---›
8OH-1 |
|
|
|
Pro železnou
elektrodu platí, že se rozpouští v
elektrolytu, slouží jako anoda (na anodě
vždy s výjimkou nabití akumulátorů dochází k
oxidaci) a je
záporným pólem (elektrony z anody vychází,
elektrický proud jde z kladného pólu na záporný, to
znamená, že elektrony jdou ze záporného na kladný
pól)
Pro uhlíkovou
elektrodu platí, že se z kyslíku redukuje hydroxid. Elektroda slouží jako katoda
(na
katodě vždy s výjimkou nabití akumulátorů dochází
k redukci) a je
kladným pólem (elektrony na katodu vstupují,
elektrický proud jde z kladného pólu na záporný, to
znamená, že elektrony jdou ze záporného na kladný
pól). |
| Vzhledem k potenciálu dvojice Fe(OH)2 a Fe(OH)3 |
| 3/2 |
Fe2O3
/ Fe(OH)2 |
Fe(OH)3 + e---›
Fe(OH)2 + OH-1 |
E0 = -0,86 |
|
| se dále hydroxid železnatý oxiduje kyslíkem: |
| 4Fe(OH)2 +
O2+ 2H2O --›
4Fe(OH)3 |
|
| Takže celkový
zápis reakce je: z poloreakcí lze sestavit celkovou rovnici
: |
| 4Fe + 3O2+ 6H2O --›
4Fe(OH)3 |
|
| Pozn.:
Uvažovali jsme pro zjednodušení standartní
elektrodové potenciály E0
namísto správnějších
elektrodových potenciálů E. Jejich vztah
je určen Nernstovou rovnicí: |
| E = E0
|
|
|
0,059 |
|
log |
|
[koncentrace
oxidované formy] |
| + |
|
|
|
|
|
| |
|
n |
|
|
[koncentrace
redukované formy] |
|
[schéma
článku]
|
