Реакции на катода Реакции на анода
Ni 2+ + 2e ® Ni Ni - 2e ® Ni 2+
Количеството никелова сол в разтвора остава непроменено.
По време на електролизата плътността на тока и съответно количеството вещество, получено за единица време, зависи от напрежението (потенциалната разлика), приложено към електродите. Увеличаването на напрежението води до увеличаване на скоростта на електролизата. Въпреки това, за даден електроден процес, приложеното напрежение трябва да бъде поне определена стойност. Минималното напрежение, необходимо за извършване на дадена електролитна реакция, се наричанапрежение на разлаганеилипотенциал на разлагане.
Практическо приложение на електролизата
Електролизата се използва широко в индустрията за различни цели.
1) Производство на химикали: водород, кислород, хлор, сода каустик, алуминий, Mg, Na, K, KClO3, KClO4 и др.
2) Електролитно покритие с метали - никелиране, покритие с кадмий, калай, сребро, мед и др. за различни цели.
3) Галванопластика - метод за получаване на точни копия на предмети чрез електролитно отлагане на метален слой върху повърхността на тези предмети (по този начин са създадени скулптури върху корабите на Исакиевския събор в Санкт Петербург).
4) Рафиниране - пречистване на метали, използвани по-специално за мед и олово.
5) Анодно окисление (анодиране) - метод за получаване на оксидни филми върху повърхността на Al, Ta, Ti, Nb и др., Които предпазват металите от корозия и абразия.
6) Електролитно полиране на метали чрез анодно разтваряне в специални електролити при висока плътност на тока.
Корозия на метали и сплави
Корозията е разрушаването на материала поради химическо или електрохимично взаимодействие с околната средазаобикаляща среда.
Видове корозия
1. Химическата корозия е корозия, която възниква в среда, която не провежда електричество.
а) Най-простият случай на такава корозия е корозията на метали в контакт с газообразни вещества (газова корозия). В резултат на взаимодействие с газове повърхността на метала се покрива със съответните съединения, а именно оксиди, сулфиди, основни карбонати, които често образуват плътен повърхностен слой, който предпазва метала от по-нататъшна реакция с газове.
б) Корозия в течната среда на неелектролита.
2. Електрохимичната корозия възниква поради електрохимично взаимодействие между различни точкови области на металната повърхност. Поради различни причини тези пунктирани области имат различни електрически потенциали, например това може да са дефекти в кристалната структура на метала, ако е чист метал. В сплавите има различни сплавни компоненти на повърхността на електродите и тези пунктирани области, състоящи се от различни химически компоненти, ще имат различни потенциали. Така на повърхността на сплавта се появяват микроелектроди, които започват да работят заедно като микрогалванични елементи (микрогалванични двойки). Всички видове повърхностна нехомогенност на метала (химични и физични) водят до образуването на микрогалванични двойки.
Корозия от този тип (електрохимична) се наблюдава и при контакт на металите с вода и водни разтвори на електролити (течна корозия) и при контакт на металите с влажен въздух (атмосферна корозия).
Разтварянето на метала става в анодните секции:
В катодните секциипротича процесът на редукция на всеки окислител:
Електрохимичната корозия може да се развие само когатоедновременно протичане както на анодни, така и на катодни процеси. При спиране на един от тях скоростта на целия процес ще намалее съответно. И двата процеса причиняват поляризация (промяна на потенциала) на съответните електроди. Обикновено процесът се инхибира в по-голяма степен от поляризацията на катода, така че корозионните процеси ще се засилят под въздействието на всички фактори, които предотвратяват катодната поляризация и причиняват, както се казва,деполяризацияна катода. Прехвърлянето на електрони на катода се извършва към окислителя. По време на атмосферна корозия на черни метали (желязо, стомана) в присъствието на влага, електроните обикновено се свързват от атмосферния кислород (кислородна деполяризация):
При много процеси на корозия катодната деполяризация се извършва чрез изхвърляне на водородни йони (водородна деполяризация):
3. Биологична корозия възниква, когато определени микроорганизми разграждат метали. Микроорганизмите използват метала като хранителна среда или отделят продукти, които го разрушават. В процеса на жизнена дейност се образуват основи, минерални и органични киселини, пероксиди, които повишават агресивността на външната корозивна среда. Например, някои гъбички, които присъстват в авиационното гориво, провокират процеса на биологична корозия на алуминиевите резервоари за въздушен транспорт.
Класификация на корозията според характера на разрушаването на метала. Корозията може да бъде:
1) местен. Могат да се разграничат следните видове локална корозия:
- междукристална корозия, когато първо се разрушават тънки слоеве между кристалите;
- точкова корозия (питинг);
- селективна корозия, когато един от компонентите на сплавта се разрушава първи;
- подповърхностна корозия, при разрушаванезапочват на повърхността на метала, но след това долните слоеве под повърхността на метала започват да се срутват;
- корозия на пукнатини, възниква например в близост до топлообменни повърхности или в тесни места в контактни части, където има достъп до агресивна течност,
- непрекъсната корозия (корозия по цялата повърхност на метала): равномерна и неравномерна, което прави повърхността грапава.