Техника - молодёжи 1978-11, страница 10
В предыдущем номере статьей академика Я. Колотыркина была начата публикация цикла материалов, посвященных одной из важнейших проблем современной техники — коррозии металлов и борьбе с ней. Редакция продолжает начатый разговор статьями В. Но ваковского и Е. Ульянина. КОРРОЗИЯ-БОЛЕЗНЬ ОГОНЬ, ВОДА И КОРРОЗИЯ ВАДИМ НОВАКОВСКИЙ, кандидат технических наук В сухом воздухе при обычяой температуре свежий срез железа сразу же покрывается тончайшей, невидимой глазу окисной пленкой, которая, уплотнившись, вскоре делает его совершенно пассивным в отношении дальнейшего взаимодействия с кислородом. Без повышения температуры или увлажнения железо, как на знаменитой делийской колонне, больше не окислится и за тысячу лет. Стоит, однако, вмешаться воде, и железо начнет ржаветь, а те же газы в союзе с кислородом резко усилят этот процесс. Почему? Вода разрыхляет продукты коррозии, а некоторые и совсем растворяет, унося их, как ил со дна реки. Но чтобы понять, как это происходит и как этому помешать, надо знать все существенные для процесса свойства металла, воды и продуктов реакции. Кусок металла — это проводник электрического тока. Когда-то физики объясняли это так: заняв удобные места в кристаллической решетке, атомы металла сбрасывают с себя некоторое количество электронов и превращаются в ионы. Электроны же образуют как бы газ, который, хотя и удерживается в решетке притяжением ионов, может течь между ними, перенося ток в любом направлении. Верили в эту модель и химики, считавшие готовность отдавать электроны главным признаком металлического атома. Но однажды и физикам и химикам стало ясно: прочность метал лу придает не что иное, как меж-дуатомная химическая связь. А она ие возникнет, если все атомы могут только отдавать электроны: то, что один отдает, другой должен присоединять. А если все отдают, а связь все-таки есть? Ну, тогда все и присоединяют. Да! Атом металла не только легко отдает, но и присоединяет дополнительные электроны, так как у него всегда много пустых орбиталей — мест, где они могут селиться (не путать с орбитами, по которым, как теперь установлено, электроны летают только на эмблемах симпозиумов). Собираясь и взаимно смы кая свои заселенные и свободные орбитали, такие атомы беспрестанно передают друг другу находящиеся на них электроны, так что каждый атом на мгновения заряжается то положительно, то отрицательно, а рядом всегда оказывается противоположно заряженный сосед. Этот интенсивный обмен и создает как всестороннюю хими ческую связь между атомами, так Н высокую электропроводность металла. Очень важные исправления внесены и в привычные представления о так называемом гндратироваином ионе металла. Считалось, что металлический а*гом, отдав два-три электрона, может существовать как самостоятельный ион в оболочке из нескольких нейтральных моле кул воды. Однако столь мирное физическое сосуществование — мнф. Среди молекул воды металлический ион не может сохранить заряд выше +1, ибо, случись ему получить хотя бы +2, он немедленно отобрал бы один электрон у любой на молекул (так возрос бы его электронный голод). «.Подождите! — скажут некоторые читатели. — А почему тогд« в гидрометаллургии или гальванике, осаждая на катоде атом меди, никеля, железа, надо затратить не один, а два электрона?» Да потому только, что разрядить для осаждения этого атома надо целый гидрат-катион, в котором каждая молекула воды благодаря ВЕКА Рис. f 8 |
