Pogovor:Korozija

Iz Wikipedije, proste enciklopedije
Jump to navigation Jump to search
Did You Know Vnos iz članka Korozija je bil predstavljen na Glavni strani Wikipedije v razdelku »Ste vedeli, da ...?« 19. junij 2005. Vnos se je glasil:
Wikipedia


Nekaj dodatnih pojasnil k enačbam uporabljenih v članku o koroziji. Cl Cu111 18:44, 24. junij 2010 (CEST)

Kratka izpeljava Nernstove enačbe[uredi kodo]

Za kemijsko reakcijo lahko splošno napišemo:

kjer označuje reaktante in produkte, je stehiometrijski faktor, in sicer pozitiven za produkte in negativen za reaktante. Gibbsova prosta energija reakcije je definirana kot:

kjer predstavlja kemijski potencial, pa aktivnost posamezne zvrsti. Ker pri koroziji potekajo predvsem z elektrokemijske reakcije, velja tudi:

S kombinacijo gornjih treh enačb dobimo izraz za prosto Gibbsovo energijo korozijske reakcije:

oziroma:

Kratka izpeljava Butler-Volmerjeve enačbe[uredi kodo]

Po Faradayevem zakonu za prenos elektronov preko fazne meje velja zveza:

kjer predstavlja konstanto hitrosti, pa površinsko koncentracijo zvrsti. Konstante hitrosti je mogoče izraziti z Arrheniusovo enačbo:

kjer predstavlja aktivacijsko energijo, ki je odvisna od električnega polja na fazni meji:

je od potenciala neodvisen del aktivacijske energije, pa potencialna razlika čez električni dvosloj. če združimo vse od potenciala neodvisne spremenljivke v konstanti in dobimo:

in

kjer je potencial definiran kot , saj ne moremo izmeriti, pa predstavlja proporcionalni faktor. Enačba preide v

kjer je i vsota parcialnega katodnega in anodnega toka:

Pri ravnotežnem potencialu je i enak 0, površinske koncentracije zvrsti, ki v reakciji sodelujejo, pa povprečni koncentraciji zvrsti v raztopini. Iz teh pogojev sledi:

oziroma:

Zveza pokaže, da je tok odvisen od koncentracije posameznih zvrsti v raztopini. Električni tok je odvisen tudi od prekonapetosti sistema:

iz česar sledi:

Ko je hitrost kemijske reakcije pogojena izključno s prenosom elektronov med elektrodo in posamezno zvrstjo, je , in enačba preide v Butler-Volmerjevo enačbo:

ki predstavlja odvisnost gostote korozijskega toka od prenapetosti v sistemu. Natančen potek kemijskih reakcij pri koroziji pogosto ni znan.V Butler-Volmerjevo enačbo je zato smiselno uvesti empirične (Taflove) koeficiente:

iz Butler-Volmerjeve enačbe pa dobimo:

Butler-Volmerjeva enačba opisuje zvezo med gostoto toka in potencialom elektrode z uporabo treh enostavno določljivih spremenljivk; in .

Za visoke anodne napetosti je , zato se Butler-Volmerjeva enačba poenostavi v:

oziroma v preurejeni logaritemski obliki: Podobno velja tudi za visoke katodne prenapetosti, kjer je , iz česar sledi: in: