Korrosion

Question 1

Vad betyder korrosion?

Answer 1

“Gnaga sönder”

Korrosion, frätning, innebär att ett material, vanligtvis en metall, löses upp genom en kemisk, oftast elektrokemisk, reaktion till en mer stabil form, som exempelvis oxider, hydroxider och sulfider.

Question 2

Korrosionsprocessen består av två halvcellreaktioner, vad heter dessa?

Answer 2

En oxidation och en reduktion

Question 3

Vad innebär en oxidation?

Answer 3

Det är reaktionen som resulterar i ett angrepp på metallen. Anodytan är där oxidationen sker.

Ex. Me –> Me^2+ + 2e^-

Question 4

Vad innebär en reduktion?

Answer 4

Det innebär att något oxidationsmedel reduceras. Katodytan är där reduktionen sker.

Ex. I en sur miljö är ofta detta vätejoner:

2H^+ + 2e^- –> H_2

Question 5

Vad är villkoren för att korrosion ska kunna ske?

Answer 5

-Katodreaktion med högre jämviktspotential än anoden
-Reduktionsmedel som förbrukas i katodreaktionen skall finnas i lösningen
-Tillgång till elektrolyt med jonledningsförmåga mellan anod- och katodytor
-Elektronledning i metall mellan anod- och katodytor

Question 6

För att korrosion ska vara möjlig krävs det att ?

Answer 6

Elektroner ska kunna vandra från anodytan till katodytan

Eftersom elektroner är laddade söker de sig till högre elektrisk potential. Alltså måste elektronerna kunna vandra från anodytan till katodytan för att en metall skall kunna korrodera.

Question 7

Vad innebär Utbytesströmtätheten?

Answer 7

Utbytesströmtätheten beskriver hur snabbt en reaktion i jämvikt pågår

Question 8

Vad är rost?

Answer 8

Rostangreppen bildas i två steg. Först bildas rödbrun rödrost som består av järn(III)oxid och järn(III)oxidhydroxid.

Det är ett mindre allvarligt angrepp och kan ofta avlägsnas genom lätt slipning.
Det ger i normala fall inte heller något skydd mot fortsatt angrepp utan binder vatten som möjliggör angrepp på djupet.

Då bildas gravrost (Järn(II)oxid) som är svart eller mörkbrun.

Question 9

Skillnaden på anod och katod?

Answer 9

Anod: Har underskott av elektroner och är därmed positivt laddad.
Katod: Har överskott av elektroner och är därmed negativt laddad.

Question 10

Vilka är de vanligaste katodreaktionerna?

Answer 10

De vanligaste katodreaktionerna är reduktion av

syre (O2 + 2H2O + 4e– → 4OH–)

vätejoner (2H+ + 2e– → H2).

Question 11

Vilka är de vanligaste anodreaktionerna?

Answer 11

Vanliga anodreaktioner är oxidation av en godtycklig metallatom (M → Mn+ + ne–) samt oxidation av vätgas (H2 → 2H+ + 2e−). M står här för en godtycklig metall och n står för laddning/antal elektroner.

Vanliga oxidationsreaktioner:
Fe → Fe2+ + 2e–
Ni → Ni2+ + 2e–
Al → Al3+ + 3e–

Question 12

Vanliga oxidationsreaktioner?

Answer 12

Vanliga oxidationsreaktioner:
Fe → Fe2+ + 2e–
Ni → Ni2+ + 2e–
Al → Al3+ + 3e–

Question 13

Vanliga reduktionsprocesser?

Answer 13

Vanliga reduktionsprocesser:

2H+ + 2e- → H2 (Vätgasreduktion)
O2 + 4H+ + 4e- → 2H2O (Reduktion i sura lösningar)
O2 + 2H2O + 4e- → 4(OH-) (Reduktion i neutrala och basiska lösningar)

Question 14

Vad är ett passivskikt?

Answer 14

Vid korrosion bildas ibland en oxid som reaktionsprodukt. Denna oxid bildar en tät och vidhäftande hinna på ytan som begränsar kontakten med oxidationsmedlet.

Den så kallade passiva ytan är oftast bara några mikrometer tjock men isolerar halvcellerna tillräckligt för att begränsa korrosionen (vanligtvis kring 0,01 mA/cm²).

Question 15

Reaktionshastigheten uttrycks som?

Answer 15

strömtäthet, dvs
kvoten mellan den elektriska strömstyrkan och tvärsnittsarean hos det strömförande mediet.

i=I/A ampere/cm^2

Question 16

Vad är standardpotential?

Answer 16

Standardpotential gäller för delreaktion i standardtillståndet när alla koncentrationer och halter är 1. Används för att beräkna jämviktspotentialer.

Question 17

Vad är jämviktspotential?

Answer 17

Jämviktspotentialer gäller för en delreaktion i en viss miljö med hänsyn till aktuella koncentrationer. Används för att bedöma om metallen kan korrodera i miljön.

Question 18

Vad är korrosionpotential?

Answer 18

Korrosionspotentialen gäller för en metall som korroderar i en miljö och ligger någonstans mellan jämviktspotentialerna för anod- och katodreaktionen.

Används när man skall bedöma risken för galvanisk korrosion mellan två metaller i som kopplas samman i miljön.

Question 19

Vad berättar den kritiska strömtätheten?

Answer 19

hur lätt metallen är att passivera

Question 20

Är korrosionspotentialen för korrosion av koppar i öppet vatten högre eller lägre än jämviktspotentialen? (tentafråga)

Answer 20

Förutsättningen för korrosion är alltid att katodens jämviktspotential är högre än anodens så om det korroderar måste potentialen höjas, alltså är korrosionspotentialen högre än jämviktspotentialen vid all korrosion.

Question 21

Vad kallas områdena 1, 2, 3, 4 i figuren?

Answer 21

1. ikrit- Den kritiska strömtätheten
2. Passiveringspotential
3. Passivströmtätheten
4. Genombrottspotentialen

Question 22

Vad är anod- och katodreaktionen i ett polarisationsdiagram?

Answer 22

Anodreaktion: “näsan”

Katodreaktion: rak, negativ linje

Om katodreaktion är över nästippen -> materialet har passiverats, den höjden kallas “passiveringspotential”

Question 23

Ju mer höger man kommer i ett polarisationsdiagram desto..

Answer 23

…högre blir passivhastigheten, alltså större hastighet på anodreaktionen

Question 24

Vad är skärpunkten mellan två reaktioner i ett polarisationsdiagram? Vad händer där?

Answer 24

Korrosionspotential och korrosionsströmtäthet

Anod- och katodreaktion med samma hastighet, “allmän korrosion”

Question 25

Vad blir strömmen/ hastigheten för metall i jämvikt respektive med elektronledning? (2020-01-18)

Answer 25

En metall i jämvikt har potentialen Φ(io) och
utbytessströmtätheten är io.

Utan resistens mellan blecken kommer de att befinna sig vid samma potential, korrosionspotentialen. Den ström som går mellan blecken blir ett mått på korrosionsströmtätheten, ikorr (fast det är den totala strömmen Ikorr som går genom ledningen).

Question 26

Komplettera diagrammet med en katodkurva för en miljö där materialet precis klarar att passiveras.

Answer 26

Katodreaktion: rak, negativ linje

Om katodreaktion är över spetsen, ikrit –> materialet har passiverats, den höjden kallas “passiveringspotential”