корозія алюмінію Зміст
Для реакції Al3+ +3e Al електродний потенціал алюмінію складає -1,66 В.
Температура плавлення алюмінію - 660 ° C.
щільність алюмінію - 2,6989 г / см3 (При нормальних умовах).
Алюміній, хоч і є активним металом, відрізняється досить хорошими корозійними властивостями. Це можна пояснити здатністю пасивуватися в багатьох агресивних середовищах.
Корозійна стійкість алюмінію залежить від багатьох факторів: чистоти металу, корозійного середовища, концентрації агресивних домішок в середовищі, температури і т.д. Сильний вплив робить рН розчинів. Оксид алюмінію на поверхні металу утворюється тільки в інтервалі рН від 3 до 9!
Дуже сильно впливає на корозійну стійкість Al його чистота. Для виготовлення хімічних агрегатів, обладнання використовують тільки метал високої чистоти (без домішок), наприклад алюміній марки АВ1 і АВ2.
Корозія алюмінію не спостерігається тільки в тих середовищах, де на поверхні металу утворюється захисна оксидна плівка.
Відео: Яка зустрічається корозія в алюмінієвих ГБЦ (щось типу LIVE)
При нагріванні алюміній може реагувати з деякими неметалами:
2Al + N2 2AlN - взаємодія алюмінію та азоту з утворенням нітриду алюмінію-
4Al + 3С Al4З3 - реакція взаємодії алюмінію з вуглецем з утворенням карбіду алюмінію-
2Al + 3S Al2S3 - взаємодія алюмінію і сірки з утворенням сульфіду алюмінію.
Корозія алюмінію на повітрі (атмосферна корозія алюмінію)
Алюміній при взаємодії з повітрям переходить в пасивний стан. При зіткненні чистого металу з повітрям на поверхні алюмінію миттєво з`являється тонка захисна плівка оксиду алюмінію. Далі зростання плівки сповільнюється. Формула оксиду алюмінію - Al2O3 або Al2O3• H2O.
Реакція взаємодії алюмінію з киснем:
4Al + 3O2 2Al2O3.
Товщина цієї оксидної плівки складає від 5 до 100 нм (в залежності від умов експлуатації). Оксид алюмінію володіє хорошим зчепленням з поверхнею, задовольняє умові сплошности оксидних плівок. При зберіганні на складі, товщина оксиду алюмінію на поверхні металу становить близько 0,01 - 0,02 мкм. При взаємодії з сухим киснем - 0,02 - 0,04 мкм. При термічній обробці алюмінію товщина оксидної плівки може досягати 0,1 мкм.
Алюміній досить стійкий як на чистому сільському повітрі, так і перебуваючи в промисловій атмосфері (що містить пари сірки, сірководень, газоподібний аміак, сухий хлороводород і т.п.). Оскільки на корозію алюмінію в газових середовищах не роблять ніякого впливу сірчисті з`єднання - його застосовують для виготовлення установок переробки сірчистої нафти, апаратів вулканізації каучуку.
Корозія алюмінію у воді
Корозія алюмінію майже не спостерігається при взаємодії з чистої прісної, дистильованою водою. Підвищення температури до 180 ° С особливого впливу не робить. Гаряча водяна пара на корозію алюмінію впливу також не робить. Якщо в воду, навіть при кімнатній температурі, додати трохи лугу - швидкість корозії алюмінію в такому середовищі трохи збільшиться.
Відео: Очищення алюмінію
Взаємодія чистого алюмінію (не покриті оксидною плівкою) з водою можна описати за допомогою рівняння реакції:
2Al + 6H2O = 2Al (OH)3 + 3H2 .
При взаємодії з морською водою чистий алюміній починає корродировать, тому що чутливий до розчиненим солям. Для експлуатації алюмінію в морській воді в його склад вводять невелику кількість магнію і кремнію. Корозійна стійкість алюмінію і його сплавів, при впливі морської води, значно знижується, якщо до складу метала буде входити мідь.
Корозія алюмінію в кислотах
З підвищенням чистоти алюмінію його стійкість в кислотах збільшується.
Корозія алюмінію в сірчаної кислоти
Для алюмінію і його сплавів дуже небезпечна сірчана кислота (володіє окислювальними властивостями) середніх концентрацій. Реакція з розбавленою сірчаною кислотою описується рівнянням:
2Al + 3H2SO4(Разб) Al2(SO4)3 + 3H2 .
Концентрована холодна сірчана кислота не робить ніякого впливу. А при нагріванні алюміній кородує:
2Al + 6H2SO4(Конц) Al2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O.
При цьому утворюється розчинна сіль - сульфат алюмінію.
Al стійок в олеум (димить сірчана кислота) при температурах до 200 ° С. Завдяки цьому його використовують для виробництва хлорсульфоновой кислоти (HSO3Cl) і олеума.
Корозія алюмінію в соляній кислоті
У соляній кислоті алюміній або його сплави швидко розчиняються (особливо при підвищенні температури). Рівняння корозії:
2Al + 6HCl 2AlCl3 + 3H2 .
Аналогічно діють розчини бромистоводневої (HBr), плавиковою (HF) кислот.
Корозія алюмінію у азотній кислоті
Концентрований розчин азотної кислоти відрізняється високими окислювальними властивостями. Алюміній в азотній кислоті при нормальній температурі виключно стійок (стійкість вище, ніж у нержавіючої сталі 12Х18Н9). Його навіть використовують для виробництва концентрованої азотної кислоти методом прямого синтезу
При нагріванні корозія алюмінію в азотній кислоті проходить по реакції:
Al + 6HNO3(Конц) Al (NO3)3 + 3NO2 + 3H2O.
Корозія алюмінію в оцтової кислоти
Алюміній має досить високу стійкість до впливу оцтової кислоти будь-яких концентрацій, але тільки якщо температура не перевищує 65 ° С. Його використовують для виробництва формальдегіду і оцтової к-ти. При більш високих температурах алюміній розчиняється (виняток становлять концентрації кислоти 98 - 99,8%).
У бромовой, слабких розчинах хромової (до10%), фосфорної (до 1%) кислотах при кімнатній температурі алюміній стійкий.
Слабкий вплив на алюміній і його сплави надають лимонна, масляна, яблучна, винна, пропіонова кислоти, вино, фруктові соки.
Щавлева, мурашина, хлорорганічні кислоти руйнують метал.
На корозійну стійкість алюмінію дуже сильно впливає пароподібна і капельножидкими ртуть. Після недовгого контакту метал і його сплави інтенсивно корродируют, утворюючи амальгами.
Корозія алюмінію в лугах
Луги легко розчиняють захисну оксидну плівку на поверхні алюмінію, він починає реагувати з водою, в результаті чого метал розчиняється з виділенням водню (корозія алюмінію з водневою деполяризацією).
2Al + 2NaOH + 6H2O 2Na [Al (OH)4] + 3H2 -
2 (NaOH • H2O) + 2Al 2NaAlO2 + 3H2 .
Утворюються алюмінати.
Також оксидну плівку руйнують солі ртуті, міді і іони хлору.
