Как протекает коррозия луженого покрытого оловом железа если слой олова поврежден

Коррозия олова

Коррозия олова – разрушение структуры металла под воздействием агрессивной окружающей среды.

Олово – металл серебристо-белого цвета, легко поддающийся ковке, пластической деформации. Олово – легкоплавкий металл.

Температура плавления олова – 231,9 °С.

Плотность олова — 7, 3 г/см3 (при температуре 20 ºС).

Стандартный электродный потенциал олова равен -0,136 В. Олово существует в двух модификациях: «белое олово» и «серое олово». Белое олово (β – олово) существует при температуре выше 13,2 ºС. Серое олово (α – олово) – ниже 13,2 °C. При температуре 13,2 ºС, в результате аллотропического превращения, белое олово становится серым, образуя серый порошок («оловянная чума»). При температуре -48 ºС скорость превращения белого олова в серое максимальная.

Олово отличается амфотерностью. Коррозия олова протекает под воздействием кислот, щелочей. В атмосфере, на воздухе, в морской и пресной воде – достаточно устойчивый металл. Ранее олово широко применялось при изготовлении трубопроводов для дистиллированной, мягкой воды. Из-за достаточно высокой стоимости и дефицитности его заменили на более дешевый металл – алюминий.

Олово нашло широкое применение в пищевой промышленности.

Коррозия луженого железа

Луженое железо (белая жесть) – железо, покрытое тонким защитным слоем олова. Луженое железо (белая жесть) используется при изготовлении консервных банок, цистерн, резервуаров, аппаратов, различного типа тары в пищевой индустрии. На наружной поверхности изделия из луженого железа (белой жести) олово является катодом, по отношению к железу, поэтому важно, чтоб защитный оловянный слой был сплошным, без царапин, пор и трещин. На внутренней поверхности резервуара олово по отношению к железу анодно. Это связано с образованием комплексных соединений ионов олова со многими пищевыми продуктами. Пищевые продукты могут создавать различные коррозионные среды.

Коррозия олова на внутренней поверхности консервной банки или резервуара обычно протекает без выделения водорода (иногда с очень незначительным). Но когда олово полностью разрушится – водород выделяется. Недостатком луженой тары (для консервных банок) является водородное вспучивание. Если консервная банка закрыта – коррозия олова протекает без образования ржавчины и чрезвычайно медленно. Когда же консервная банка из белой жести открыта – коррозия луженого железа во влажной атмосфере протекает интенсивно, внутренний слой тары покрывается продуктами коррозии (ржавчиной).

Скорость коррозии олова, находящегося в контакте с фруктовым соком (аэрированным) комнатной температуры, составляет 0,1 – 2,5 г/(м2•сут). С повышением температуры эта скорость значительно увеличивается.

Коррозия олова в серной и соляной кислотах протекает достаточно медленно:

Sn + 4H2SO4 = Sn(SO4)2 + 2SO2 + 4H2O – коррозия олова при взаимодействии с серной кислотой с образованием сульфата;

Sn + 2HCl = SnCl2 + H2↑ – коррозия олова при взаимодействии с соляной кислотой с образованием хлорида и выделением водорода.

Коррозия олова при контакте с концентрированной азотной кислотой проходит с образованием оловянной кислоты, воды и токсичного бурого газа – оксида азота:

Sn + 4HNO3 = H2SnO3 + 4NO2 + H2O.

Коррозия олова в щелочах протекает медленно, с выделением водорода и образованием солей (станнатов натрия):

Sn + 2NaOH = Na2SnO2 + H2↑.

Коррозия олова не наблюдается в:

— растворах нейтральных солей;

— воздухе, при температуре ниже 150 ºС;

— разбавленной серной, соляной, органических кислотах.

Коррозия олова наблюдается в:

— концентрированные серная, соляная кислоты.

Источник

Коррозия оцинкованного и луженого железа при местном повреждении

Луженый бак при местном повреждении (например, царапина) быстро начинает ржаветь, а оцинкованный в тех же условиях – нет.

Читайте также:  Можно ли паять трубки холодильника обычным оловом

Для того, чтоб защитить железо от ржавления, на его поверхность наносят специальные защитные слои. Это могут быть неметаллические (лакокрасочные материалы, битумные мастики и прочее) или металлические покрытия (никелевое, цинковое, оловянное и другие). Никелевое защитное покрытие используется чаще всего в декоративных целях. А для защиты от коррозии применяют олово или цинк. Но все эти металлы одинаково хорошо защищают поверхность железа. Единственное условие эффективной защиты железа от коррозии этими металлами – сплошность, т.е. целостность покрытия.

При контакте двух различных металлов в электролитической среде более активный из них быстро разрушается, т.е. принимает на себя первоначальный удар агрессивной среды, тем самым, защищая менее активный металл от коррозии. Именно поэтому процесс коррозии луженого и оцинкованного железа протекает по-разному. Олово в ряду активности металлов стоит после железа, т.е. разрушаться будет медленнее, а цинк – перед, и, соответственно, разрушится быстрее железа. При контакте с воздухом на поверхности олова образуется защитный слой, который предотвращает появление коррозии олова. Когда слой олова, нанесенный на поверхность железа, повреждается, начинается процесс разрушения железа. Олово при этом не корродирует.

Рассмотрим ситуацию с оцинкованным железом. На воздухе поверхность цинка также покрывается труднорастворимыми оксидами, которые защищают ее от коррозии цинка. При нарушении целостности цинкового слоя, цинк выступает в качестве протектора и начинает довольно быстро разрушаться. Коррозия основного металла (железа) при этом задерживается.

Источник

Коррозия олова

Коррозия олова – разрушение структуры металла под воздействием агрессивной окружающей среды.

Олово – металл серебристо-белого цвета, легко поддающийся ковке, пластической деформации. Олово – легкоплавкий металл.

Температура плавления олова – 231,9 °С.

Плотность олова — 7, 3 г/см 3 (при температуре 20 ºС).

Стандартный электродный потенциал олова равен -0,136 В. Олово существует в двух модификациях: «белое олово» и «серое олово». Белое олово (β – олово) существует при температуре выше 13,2 ºС. Серое олово (α – олово) – ниже 13,2 °C. При температуре 13,2 ºС, в результате аллотропического превращения, белое олово становится серым, образуя серый порошок («оловянная чума»). При температуре -48 ºС скорость превращения белого олова в серое максимальная.

Олово отличается амфотерностью. Коррозия олова протекает под воздействием кислот, щелочей. В атмосфере, на воздухе, в морской и пресной воде – достаточно устойчивый металл. Ранее олово широко применялось при изготовлении трубопроводов для дистиллированной, мягкой воды. Из-за достаточно высокой стоимости и дефицитности его заменили на более дешевый металл – алюминий.

Олово нашло широкое применение в пищевой промышленности.

Коррозия луженого железа

Луженое железо (белая жесть) – железо, покрытое тонким защитным слоем олова. Луженое железо (белая жесть) используется при изготовлении консервных банок, цистерн, резервуаров, аппаратов, различного типа тары в пищевой индустрии. На наружной поверхности изделия из луженого железа (белой жести) олово является катодом, по отношению к железу, поэтому важно, чтоб защитный оловянный слой был сплошным, без царапин, пор и трещин. На внутренней поверхности резервуара олово по отношению к железу анодно. Это связано с образованием комплексных соединений ионов олова со многими пищевыми продуктами. Пищевые продукты могут создавать различные коррозионные среды.

Коррозия олова на внутренней поверхности консервной банки или резервуара обычно протекает без выделения водорода (иногда с очень незначительным). Но когда олово полностью разрушится – водород выделяется. Недостатком луженой тары (для консервных банок) является водородное вспучивание. Если консервная банка закрыта – коррозия олова протекает без образования ржавчины и чрезвычайно медленно. Когда же консервная банка из белой жести открыта – коррозия луженого железа во влажной атмосфере протекает интенсивно, внутренний слой тары покрывается продуктами коррозии (ржавчиной).

Скорость коррозии олова, находящегося в контакте с фруктовым соком (аэрированным) комнатной температуры, составляет 0,1 – 2,5 г/(м 2 •сут). С повышением температуры эта скорость значительно увеличивается.

Читайте также:  Что делать если олово не прилипает

Коррозия олова в серной и соляной кислотах протекает достаточно медленно:

Sn + 4H2SO4 = Sn(SO4)2 + 2SO2 + 4H2O – коррозия олова при взаимодействии с серной кислотой с образованием сульфата;

Sn + 2HCl = SnCl2 + H2↑ – коррозия олова при взаимодействии с соляной кислотой с образованием хлорида и выделением водорода.

Коррозия олова при контакте с концентрированной азотной кислотой проходит с образованием оловянной кислоты, воды и токсичного бурого газа – оксида азота:

Коррозия олова в щелочах протекает медленно, с выделением водорода и образованием солей (станнатов натрия):

Коррозия олова не наблюдается в:

— растворах нейтральных солей;

— воздухе, при температуре ниже 150 ºС;

— разбавленной серной, соляной, органических кислотах.

Коррозия олова наблюдается в:

— концентрированные серная, соляная кислоты.

Источник

Коррозия железа при контакте его с оловом, цинком и никелем

Задача 1125.
Как влияет на коррозию железа его контакт с другими металлами? Какой металл будет разрушаться первым на поврежденной поверхности луженого, оцинкованного и никелированного железа?
Решение:
Коррозия — это электрохимический процесс, при котором одни частицы железа играют роль катода, другие — анода. Ржавчина представляет собой гидратированный оксид железа(III) 2О3 . хН2О. Ржавление протекает под воздействием воды и кислорода.

В анодной области идет процесс:

Fe 0 -2 = Fe 2+ (водн.),

1/2O2 + H2O + 2 = 2OH − (нейтральная или щелочная среда).

а) Коррозия лужёного железа в атмосферных условиях.
Стандартный электродный потенциал системы;
Sn 0 — 2 = Sn 2+ (-0,14 В) значительно больше, чем стандартный электродный потенциал (-0,44 В), отвечающий системе Fe 0 — 2 = Fe 2+ . Поэтому анодом будет являться железо, а катодом – олово. При контакте олова и железа в атмосфере разрушаться будет железо:

Анодный процесс:

Fe 0 — 2 = Fe 2+

Катодный процесс в нейтральной среде:

1/2O2 + H2O + 2 = 2OH −

Так как ионы Fe 2+ с гидроксид-ионами OH − образуют нерастворимый гидроксид, то продуктом коррозии будет Fe(OH)2. Воздух окисляет его и образуется ржавчина, гидратированный оксид железа(III):

б) Коррозия оцинкованного железа в атмосферных условиях.
Цинк имеет более отрицательный стандартный электродный потенциал (-0,763 В), чем железо (-0,44 В), поэтому он является анодом, железо – катодом. При контакте цинка и железа в атмосфере разрушаться будет цинк:

Анодный процесс: Zn 0 — 2 = Zn 2+

Катодный процесс в нейтральной среде:

1/2O2 + H2O + 2 = 2OH −

Так как ионы Zn 2+ с гидроксид-ионами OH − образуют нерастворимый гидроксид, то продуктом коррозии будет Zn(OH)2.

в) Коррозия никелированного железа в атмосферных условиях.
При нарушении никелевого покрытия на железе атмосферная коррозия протекает с разрушением железа, так как никель имеет менее электроотрицательный стандартный электродный потенциал (-0,25 В), чем у железа (0,44 В), то никель будет являться катодом, а железо – анодом.

Электрохимические процессы коррозии:

Анодный процесс: Fe 0 — 2 = Fe 2+

в нейтральной или щелочной среде: 1/2O2 + H2O + 2 = 2OH −

Так как ионы Fe 2+ с гидроксильной группой OH − образуют нерастворимый гидроксид, то продуктом атмосферной коррозии цинка будет Fe(OH)2. Воздух окисляет его и образуется ржавчина, гидратированный оксид железа(III):

Источник

Как олово защищает от коррозии?

Олово – один из самых известных представителей легких металлов. Этот материал смело можно назвать податливым, ведь легко плавится и отличается пластичностью (с учетом нормальных для него условий). Его серебристо-белый цвет очень часто заставляет путать его с более ценным металлом – серебром.

Человечество открыло для себя этот химический элемент 6 тысячелетий назад. Олово обладает рядом положительных характеристик, которые позволяют его использовать в разных сферах жизнедеятельности человека. Например, как олово защищает от коррозии, так его в некоторых случаях и применяют.

Антикоррозийные свойства олова

Коррозия, пожалуй, является самым опасным процессом, который может постигнуть любой металлический предмет. От влияния окружающей среды структура металла буквально разрушается. Олово – очень устойчивый материал.

Читайте также:  Удельная теплота плавления олова составляет

Раньше его очень часто использовали для производства трубопроводов под дистиллированную воду. Однако олово вскоре заменили на более дешевый материал – алюминий. Находясь именно в водной или же атмосферной среде, материал не боится коррозии.

Не секрет, что большую часть металлов необходимо защищать от коррозии. Люди еще в древние времена практиковали нанесение на тот или иной металл масла и жира. Нередким был и вариант покрытия стальных предметов другими металлами. Чаще всего в таких случаях применяют именно олово. К сожалению, полностью избавиться от коррозии невозможно. Природа всегда возьмет свое. Однако можно значительно замедлить этот разрушительный процесс.

Например, листовое железо зачастую защищают от коррозии при помощи цинка или олова (железо, покрытое оловом, называется белой жестью). Оловянное железо используют для производства консервных пищевых банок. Олово имеет уровень электроположительности на порядок выше, нежели железо, что превращает его в своеобразный катод. То есть коррозия никак не касается олова, в тио время как железо внутри продолжает коррозировать.

В каких условиях коррозия не навредит олову?

По большому счету олову не страшна коррозия, однако, не во всех случаях. Этот процесс не наблюдается:

  • в воде природного происхождения;
  • в пищевой среде;
  • в растворе соли из минералов;
  • в атмосферной среде (если температура воздуха не превышает 150 градусов Целсия);
  • в разбавленной кислоте серной, органической и соляной.

  • в кислоте азота;
  • в щелочах;
  • в концентрированной кислоте серной и соляной.

Источник

Коррозия железа при контакте его с оловом, цинком и никелем

Задача 1125.
Как влияет на коррозию железа его контакт с другими металлами? Какой металл будет разрушаться первым на поврежденной поверхности луженого, оцинкованного и никелированного железа?
Решение:
Коррозия — это электрохимический процесс, при котором одни частицы железа играют роль катода, другие — анода. Ржавчина представляет собой гидратированный оксид железа(III) 2О3 . хН2О. Ржавление протекает под воздействием воды и кислорода.

В анодной области идет процесс:

Fe 0 -2 = Fe 2+ (водн.),

1/2O2 + H2O + 2 = 2OH − (нейтральная или щелочная среда).

а) Коррозия лужёного железа в атмосферных условиях.
Стандартный электродный потенциал системы;
Sn 0 — 2 = Sn 2+ (-0,14 В) значительно больше, чем стандартный электродный потенциал (-0,44 В), отвечающий системе Fe 0 — 2 = Fe 2+ . Поэтому анодом будет являться железо, а катодом – олово. При контакте олова и железа в атмосфере разрушаться будет железо:

Анодный процесс:

Fe 0 — 2 = Fe 2+

Катодный процесс в нейтральной среде:

1/2O2 + H2O + 2 = 2OH −

Так как ионы Fe 2+ с гидроксид-ионами OH − образуют нерастворимый гидроксид, то продуктом коррозии будет Fe(OH)2. Воздух окисляет его и образуется ржавчина, гидратированный оксид железа(III):

б) Коррозия оцинкованного железа в атмосферных условиях.
Цинк имеет более отрицательный стандартный электродный потенциал (-0,763 В), чем железо (-0,44 В), поэтому он является анодом, железо – катодом. При контакте цинка и железа в атмосфере разрушаться будет цинк:

Анодный процесс: Zn 0 — 2 = Zn 2+

Катодный процесс в нейтральной среде:

1/2O2 + H2O + 2 = 2OH −

Так как ионы Zn 2+ с гидроксид-ионами OH − образуют нерастворимый гидроксид, то продуктом коррозии будет Zn(OH)2.

в) Коррозия никелированного железа в атмосферных условиях.
При нарушении никелевого покрытия на железе атмосферная коррозия протекает с разрушением железа, так как никель имеет менее электроотрицательный стандартный электродный потенциал (-0,25 В), чем у железа (0,44 В), то никель будет являться катодом, а железо – анодом.

Электрохимические процессы коррозии:

Анодный процесс: Fe 0 — 2 = Fe 2+

в нейтральной или щелочной среде: 1/2O2 + H2O + 2 = 2OH −

Так как ионы Fe 2+ с гидроксильной группой OH − образуют нерастворимый гидроксид, то продуктом атмосферной коррозии цинка будет Fe(OH)2. Воздух окисляет его и образуется ржавчина, гидратированный оксид железа(III):

Источник