Розділ 2 Методика проведення досліджень
2.1 Масометричне визначення швидкості корозії
Зразки із заліза та сталі зачищали наждачним папером марки 600, знежирювали в
розчині для знежирення слідуючого складу, г/л:
Na3PО4•12 H2O …………....…30
Na2CO3………………..……….10
NaOH….………………………20
Na2SiO3……………..…………5
t = 80 0C, ф = 30 хв.
Після цього зразки промивали спочатку гарячою, потім холодною водою,
витримували 1 добу в ексикаторі, зважували на аналітичних терезах, активували
30 секунд в 6 N H2SO4, потім промивали дистильованою водою і занурювали в
досліджуваний розчин. Після закінчення досліду зразок виймали, знімали продукти
корозії, промивали проточною а потім дистильованою водою, просушували
фільтрувальним папером, витримували 1 добу в ексикаторі, і знову зважували на
аналітичних терезах з точністю 1*10-5 г.
Швидкість корозії визначали за формулою:
К = (mн - mк )/(S*ф) (2.1)
де mн – маса зразка до корозії, г;
mк – маса зразка після корозії, г;
S – площа зразка, м2;
ф – час проведення корозійних випробувань, год.
Дослід, для кожного виміру, проводили не менше 3-х разів, до отримання
задовільної величини відтворюваності у паралельних дослідах.
2.2 Поляризаційні вимірювання
Електрохімічні дослідження проводили в скляній трьохелектродній електрохімічній
комірці із виносним електродом порівняння. В якості робочого електроду було
використано зразки із заліза з робочою поверхнею 2 см2 , а в якості допоміжного
електрода – платина. В якості електрода порівняння використовували хлорсрібний
електрод (Е0 = + 0,222 В), отримані значення потенціалів перераховували
відносно нормального водневого електрода. Для отримання поляризаційних кривих
на платині використовували 2 платинових електроди і хлор срібний електрод
порівняння. Робочий платиновий електрод витримували перед дослідом 5 – 7 хвилин
у 30 – 40% азотній кислоті, промивали дистильованою водою, протирали
фільтрувальним папером, знову промивали дистильованою водою і занурювали в
комірку з робочим розчином. Обробку отриманих даних проводили так як і для
залізного електрода.
Дослідження проводились в розчинах сірчаної кислоти різної концентрації
(кваліфікації х.ч.) та в розчинах гідроксиду натрію (х.ч.) до яких додавали
різні добавки. В якості добавок використовували сульфат натрію (ч.), хлорид
натрію (ч.) та сульфат заліза (ч.). Виміри рН розчинів проводили з
використанням іономіра ЭВ-74 із скляним електродом та хлор срібним електродом
порівняння.
Поляризаційні виміри проводили з використанням потенціостата ПИ-50-1.1 на який
з допомогою програматора ПР-8, задавали розгортку потенціалу 1 мВ/с і проводили
реєстрацію зміни струму в часі. Отриманні значення потенціалів перераховували у
водневу шкалу, а струму – у величини густини струму. За отриманими значеннями
будували поляризаційні криві у координатах потенціал – логарифм густини
струму.
Дослідження процесів катодного розчинення у водних розчинах проводили в
гальваностатичному режимі при різних густинах струму. Тривалість кожного
досліду складала 1 год.
2.3 Коригування величини рН водних розчинів після введення стороннього
електроліту
Вивчення впливу складу електроліту і його концентрації на корозію заліза в
розчинах з різним рН проводилось на зразках із заліза. Для досліду готувались
розчини з певним значенням рН (для отримання кислого середовища використовували
розчини HCl, а лужного - NaOH), а потім в кількості, необхідній для отримання
сумарної концентрації аніонів електроліту в межах 0,255 - 1,2 М, додавалась
сіль (NaCl),
Для приготування розчинів використовували дистильовану воду і реактиви
кваліфікації хч. Зразки для корозійних вимірювань виготовляли із заліза, площа
зразків 14 см2, а об‘єми розчинів для корозії 0,1 л, тобто відношення об‘єму
розчину до площі зразка складало 7,14 мл/см2. При цьому було виявлено значну
зміну величини рН після додавання солі (зміна об‘єму розчину після додавання
солі незначна < 2 мл, тому нею можна знехтувати ). Отже ця зміна обумовлена
зміною загальної концентрації іонів.
На основі одержаних даних побудовано графік, який відображає відносну зміну
величини рН при додаванні солі (рис. 2.1).
З аналізу рис. 2.1 можна зробити висновок, що розчини з рН 0-2 за рахунок
високої концентрації іонів водню мають певну буферну ємність. Зменшення
відносної зміни рН при переході від 3-4 можна пояснити наявністю незмінної
кількості води з рН 7. На буферність розчинів, рН яких значно віддалено від 7
як в кислу, так і в лужну сторону, зауважував ще Дж. Бокріс [85].
Визначення впливу концентрації солі-фону на коефіцієнти активності всіх
реагентів є більш важкою задачею. Тут, як правило, приходиться вимірювати
активність декількох видів реагуючих частинок. Використовують потенціометричні
вимірювання в колах з переносом, умовно нехтуючи змінами дифузійного потенціалу
із зміною концентрації солі-фону і калібруючи коло по стандартним розчинам із
заданою активністю іонів. Використовуються і деякі інші методи [86].
Як видно з рис. 2.1, для того, щоб привести рН розчину після додавання солі в
розчини від рН 3-4 до початкового значення, потрібно додатково ввести в них
водневі іони в кількостях, необхідних для зміни їх загальної концентрації в 20
і 10 разів для концентрації солі 0,51 М і в 7000 і 2000 разів для концентрації
солі 1,2 М. З цим і пов‘язана подальша уявна зміна характеру протікання реакції
при анодному розчиненні, так як для досягнення граничних струмів при цих рН
потрібно затратити набагато більшу кількість електрики, ніж за розрахунками.
Відмінність між реальним і виміряним значенням рН можна пояснити наступним
чином.
Як в
- Київ+380960830922