Техника - молодёжи 1978-11, страница 12
QQZQQQ Q<J J 2e j » ряда). Против них в растворе собирается равный избыток положительных ионов (чтобы не загромождать рисунок, розовой краской изображен только их усредненный заряд). Потенциал металла сильно отрицателен. У электронных пар, живущих на кислороде воды, почти нет надежды получить дачную орбиталь на поверхности металла — если и остались свободные, к ним не подпускает электрическое поле, заставляющее молекулу поворачиваться к поверхности слегка положительными водородными «ушками». Ушко от соприкосновения с отрицательной поверхностью может лишь чуть поголубеть. Больше с ним ничего не случается. Почти не раство ряется и металл. Зато подошедшие к поверхности ионы Н30 могут сбрасывать на нее протон, превращаясь в воду. Протоны, получив по недостающему электрону, дают водород. На эту и другие реакции расходуется некоторый катодный ток (отсюда и «катодная защита»). Анодное растворение (р и с. 2). Направление работы выпрямителя изменилось. Понемногу откачивая электроны, он через вспомогательный электрод передает их каким-то частицам в растворе (например, НзО ' ). Электроны с поверхностных орбиталей несколько отступили в металл. Положительные ионы ушли в раствор. Потенциал почти нулевой. Электронные пары с повернувшихся молекул воды бросились снимать себе дачи на поверхности. Металлический атом, сидящий на отшибе, сдает свои орбитали парам с двух-трах молекул сразу. Водородные ушки у этих мо- 10 * 2е\ * лекул на рисунке начинают розоветь, и даже кислород как будто немного желтеет: их электроны то и дело сидят на даче. Зато пустивший эти пары металлический атом уже не всегда может вовремя принять те электроны, которыми до сих пор обменивались с ним соседи по решетке: и орбиталей меньше, и отрицательный заряд дачников смущает местные электроны. Они дальше отступают от атома, его металлическая связь с соседями слабеет. Привязавшиеся молекулы воды, получив от кого-нибудь сильный толчок, могут уже сорвать бедного хозяина с места и начать таскать его по поверхности. Несмотря на полученный от дачников заряд, атом на рисунке начинает катастрофически краснеть, так как с дальнейшим ослаблением металлической связи он отдает и осуществлявшие эту связь электроны... Освобождаются новые орбнтали. Их расхватывают дачники с новых молекул. Еще рывок — и вся дача поплыла в раствор. Образование гидрат-катиона завершилось. Металл корродирует дальше. Начало пассивации (р и с. 3). С повышением потенциала электроны проводимости отступили с поверхностных орбиталей еще дальше в металл. Верхушки атомов на рисунке порозовели. Раствор против них поголубел. Общая скорость образования гидрат-катионов увеличилась. Но что происходит с гидра-тирующей водой? Кислород молекулы, подбежавшей растворять металл, вдруг замечает, что вслед за первой его парой, облюбовавшей выступающий атом, вторая присмотрела дачку на соседнем. Но два сразу не оторвать! Создав через себя дополнительную связь между ними, наша молекула только мешает другим сдвинуть угловой атом с места. А уш-ки-то у нее как порозовели! Пока собственные пары кислородно го атома на даче, он так оттянул к себе ковалентные пары, связывающие его с водородамя, что те два вот-вот голыми протонами по миру пойдут. Пожалуй, этим беднягам лучше перескочить на свободные молекулы воды, организовав с ними нормальные ионы гидроксония. Влаго и ноле к тому подталкивает... Есть! Молекула порвалась — предел ее электрохимической прочности в контакте с металлом прсвы шен. Она уже не растворитель, а источник пассивирующего кислорода, все электронные пары которого идут теперь на связи с атомами металла. Этими окисными связями кислород цементирует атомы, закрепляя их на поверхности. Правда, вначале пассивация ненадежна. Условия у поверхности колеблются. Случайно кислород может вновь получить от ионов гид роксония протоны, а от металла — два электрона, и катодно воскресшая молекула воды вернется в свой коллектив. Да и окислы возникают еще медленно и не везде. Кое-где они образуют даже кристаллики, а вокруг них и из-под них металл продолжает вытравливаться. Однако при дальнейшем повышении потенциала распад воды становится все более частым и повсеместным. Растворение почти прекращается, наступает глубокая пассивация. Питтинг (р и с. 4). Окисел тончай шей пленкой покрыл весь металл. Потенциал очень положителен, но поле из раствора сместилось в окисел, на поверхности которого сидит избыток отрицательно заряженных атомов кислорода. Как отрицательный заряд сетки запирает анодный ток радиолампы, так эта кислородная сетка заперла анодный распад воды. Изредка ионы Н30+ даже катодно воскрешают одну-две ее молекулы из атомов сетки. Тогда связанный с ними атом металла может образовать гидрат-катион. Но |
