Анаэробная коррозия

редактировать

Коррозия металла, происходящая в присутствии бескислородной воды

Водородная коррозия - это форма коррозии металла , возникающая в присутствии бескислородной воды. Водородная коррозия включает окислительно-восстановительную реакцию, которая восстанавливает ионы водорода с образованием молекулярного водорода.

Металлы попадают в водный раствор и окисляются.

Реакция окисления (не зависит от pH):

F e → F e 2 + + 2 e - {\ displaystyle Fe \; \ rightarrow \; Fe ^ {2 +} \; + \; 2 \, e ^ {-}}

{\ displaystyle Fe \; \ rightarrow \; Fe ^ {2 +} \; + \; 2 \, e ^ {-}}

Реакция восстановления в растворе кислоты:

2 H + + 2 e - → H 2 {\ displaystyle 2 \, H ^ {+} \; + \; 2 \, e ^ {-} \ rightarrow \; H_ {2} \;}

{\ displaystyle 2 \, H ^ {+} \; + \; 2 \, e ^ {- } \ rightarrow \; H_ {2} \;}

В кислотном растворе молекулы воды протонированы, а ионы гидроксония (H 3 O) непосредственно восстанавливаются до H 2.

Реакция восстановления в нейтральном или слабощелочном растворе:

2 H 2 O + 2 e - → H 2 + 2 OH - {\ displaystyle 2 \, H_ {2} O \; + \; 2 \, e ^ {-} \; \ rightarrow \; H_ {2} \; + \; 2 \, OH ^ {-}}

{\ displaystyle 2 \, H_ {2} O \; + \; 2 \, e ^ {-} \; \ rightarrow \; H_ {2} \; + \; 2 \, OH ^ {-}}

В нейтральном или слабощелочном растворе протоны воды восстанавливаются до молекулярного водорода, что приводит к образованию гидроксид-ионов, ответственных за осаждение слаборастворимого гидроксида двухвалентного железа (Fe (OH) 2).

Это в конечном итоге приводит к глобальной реакции анаэробной коррозии железа в воде:

F e + 2 H 2 O → F e (OH) 2 + H 2 {\ displaystyle Fe \; + \ ; 2 \, H_ {2} O \; \ rightarrow \; Fe (OH) _ {2} \; + \; H_ {2} \;}

{\ displaystyle Fe \; + \; 2 \, H_ {2} O \; \ rightarrow \ ; Fe (OH) _ {2} \; + \; H_ {2} \;}

Превращение гидроксида железа в магнетит

В анаэробных условиях гидроксид железа (Fe (OH) 2) может быть окислен протонами воды с образованием магнетита и молекулярный водород. Этот процесс описывается реакцией Шикорра :

3 Fe (OH) 2 → Fe 3O4+ H 2 + 2 H 2O

гидроксид железа → магнетит. + водород + вода

Хорошо закристаллизованный магнетит (Fe 3O4) термодинамически более стабилен, чем гидроксид железа (Fe (OH) 2).

Этот процесс также происходит во время анаэробной коррозии железа и стали в бескислородных грунтовых водах. и при восстановлении почвы ниже уровня уровня грунтовых вод.

См. Также