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Exemples de cellules de concentration et de l'Spontaneité du processus de corrosion

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. Commençons par la conférence 18. Nous avons discuté de la cellule de concentration en bref et ensuite nous avons attaqué un problème sur la ah corrosionsous les gouttelettes d'eau de pluie. Puis nous avons expliqué que, à la position centrale après la sometiviande, la position du centre devient préférentiellement anode et la portion annulaire devient préférentiallycathode parce que nous avons plus d'oxygène. Donc, il y a une réaction cathodique qui devrait se produire et ils agiraient comme cathode dans les réactions anodiques de la portion centrale que le fer ferait en fer plus en bus et en fer plus 3. Et ces fer plus 3 ainsi que plus ah 2 ,ils vont se combiner avec OH qui moins qui est le produit pour ce produit ah dans les réactions de duction d'oxygène dans une pièce en jeu en combinaison avec de l'eau. Alors, ils formeront de l'hydroxyde ferrique ou de l'hydroxyde de fer et ils déposeront autour de ce centre positions.Maintenant, vous avez peut-être vu que, dans certains cas, si nous disons ah ah une poignée de métallichandle est fixé sur un bloc en bois à la porte ou à certains endroits dans la fenêtre. Et vous pourriez voir que si vous après quelques années, si vous prenez ce ah particularblo [ ck ]-en particulier le bloc de métal dehors, la partie où a hurlé a été fait. Andif vous regardez la vis avec soin ou le clou soigneusement, vous verrez une belle observationsi vous êtes si vous avez déjà observé. J'ai apporté 2 échantillons ah nous voyons des blés peut voir quelque chose et puis nous pouvons avoir une corrélation directe ah ah sur cette cellule de concentrationelle et cette cellule d'aération différentielle qui se développe à cause de la différence dans la concentration d'oxygène. Maintenant, premier exemple, je montre ah si vous voyez ceci est un bois cassé, puis il a été cloué ici ; ceci a été fixé sur un bois cassé particulier a été fixé sur un autre bloc avec cet ongle c'était un clou ou plutôt sa vis, c'est une vis si vous voyez cette coupe, vous pouvez voir cette coupe. Alors, laissez-moi mettre un stylo, puis si vous voyez cette coupe. Donc, c'est une vis, c'est une vis, c'est une vis et voir la partie supérieure de la vis qu'il y a de la rouille rouge est la signature du repos rouge. Mais une fois que vous voyez cette partie, le reste de la partie qui se trouve à l'intérieur du bois ; laissez-nous saythis part si je vois cette partie cette partie si je vois cette partie de cette partie, alors, alors vous serez clair si vous voyez ce que vous voyez ce que vous pouvez voir ce que vous pouvez voir vous pouvez le voir s'il vous plait zoom.Donc, vous pouvez zoom.Donc, je parle de cet ongle à cet ongle cette partie de clou ah, c'est le clou que je talkingsur le reste de la partie de vis elle est sérieusement corrodée. Mais la partie supérieure qui est exposée à l'atmosphère est corrodée, mais ce n'est pas grave ; cela peut aussi être expliqué par la différence dans la teneur en oxygène. Maintenant, voyons un autre ; si nous voyons que c'est plus grave, c'est l'objet métallique et il y a des vis ici, il y a 2 vis ici et un cri. Donc, un type presque similaire de vis un huron manque parce que quand je l'ai tirée, puis une fois la vis a disparu. Mais si vous voyez ce segment particulier, il y a des corrosions que je ne dis pas qu'il ne s'agit pas de corrosion, il y a de la corrosion, mais il est intéressant si vous voyez l'autre partif que vous voyez c'est une sorte d'exfoliation cette vis le reste de la vis a gonflé. Et ce gonflement s'est produit à cause de la formation d'hydroxyde de fer et d'hydroxyde de fer, il s'agit essentiellement de la rouille rouge. Et si vous voyez ça, une partie a disparu parce que la corrosion était si grave que la partie a disparu parce qu'elle s'est perdue dans l'atmosphère pas dans ce particulier Reste dans cette pièce en bois particulière parce qu'elle a été fixée comme ça sur le sur un bois. Donc, c'est un bois qui a été fixé comme ça. Donc, maintenant, pourquoi il y a un peu de corrosion sur le dessus, mais la partie qui est entrée dans le bois là on voit beaucoup de corrosion. Alors pourquoi? Donc, ça peut aussi être expliqué en utilisant cette cellule de concentration. Maintenant, si je vois cette partie supérieure si je vois cette partie supérieure est exposée à l'environnement. Oui il y a de l'humidité, il y a de l'oxygène, mais la partie inférieure qui est entrée dans le bois ; bien que nous supposons que le bois est aussi le bois est d'envieux parce qu'il y a des fibres que les fibres peuvent avoir de l'humidité ou même l'humidité peut entrer dans le bois dessus le temps. Et, mais le contenu en oxygène sur le dessus et sur le théo, c'est-à-dire que nous avons l'électrolyte qu'ils sont fondamentalement connectés électriquement. Parce que nous avons ici aussi l'humidité ici aussi nous avons l'humidité parce que le bois containshumidité tout au long du temps que l'humidité peut balayer et cette partie du cours, nous n'avons pas d'humidité. En même temps, nous avons de l'oxygène ici, mais la teneur en oxygène de cette zonesera très faible. Donc, ici nous avons un maximum d'oxygène, mais au fur et à mesure que nous allons vers la profondeur, l'oxygénteneur diminuerait drastiquement. Donc, c'est-à-dire, la zone à l'extrepartie du bois soit l'anode, mais la partie supérieure où nous avons plus d'oxygène, donc, le réactioncathodique qui est la réduction de l'oxygène dans les milieux neutres. Donc, cette réaction se produirait sur cette entiresface, mais la partie inférieure où nous n'avons pas d'oxygène qui devient mon anode. Et le fer de dissolution sincefer se transforme en ions de fer qu'ils sont des réactions anodiques fortes de ces réactionsarriveront ici. Et puis les ions de fer qui se forment vont se combiner avec le thisOH moins qui se forment et ils forment de la rouille rouge ou de l'hydroxyde ou des oxydes d'oxyde d'hydraté. Donc, ceci est à nouveau peut être expliqué à partir de la différence de concentration de l'oxygène. Donc, c'est un exemple classique que vous pouvez voir à plusieurs endroits de ce genre de choses. Donc, maintenant, c'est ce que j'ai dit de dire que la cellule de concentration est une conséquence grave, même crevice ou pitting corrosions. Ces deux sont des formes très graves de corrosion, comme nous l'avons expliqué précédemment parce qu'elles sont localisées extrêmement localisées et qu'elles sont également liées à la différence de concentration d'oxygène. Donc, dans la partie crevicée il y aurait de l'oxygénèse et le loin de la partie crevicée ; nous avons encore de l'oxygène. Donc, la partie crevicée devient préférentiellement anode et la section crevice loin de la section crevice, theywill act comme cathode. Donc, la partie crevicée allait se corroder ; la partie cathodique, le restde la partie, serait moins corrosive. De même, dans la zone de pitting, nous avons préférentiallyanode et préférentiellement les réactions anodiques ou la dissolution du fer, puis la formation de l'oxyde d'ofiron ou d'hydroxyde de fer qu'elles formeraient et le reste de la partie resterait comme cathodique parce qu'il y a plus d'oxygène. Donc, voici le genre d'exemples de ce que nous finissons par le phénomène de la corrosion quotidienne. Maintenant à la conférence 18 ; nous allons voir que ces corrosions sont en train de se faire à cause de la formation des ions ah. Et puis nous avons le développement des cellules de l'aconcentration et le contenu en oxygène de l'effet d'oxygène ah, il peut changer la région de la région de la petite région et ensuite nous pouvons avoir la cathode et l'anode de tous ces exemples que nous avons mis. Maintenant, quand on parle de milieu aqueux, on commence à se concentrer sur une présence d'humidité ou d'eau. Et si on parle d'humidité ou d'eau, on doit parler du niveau de pH ou du niveau de OH. Donc, maintenant, nous allons considérer la présence de métaux ions métalliques pH et eau. Donc, quand on a une sorte de système qui est communément observé ok. Donc, il faut voir à quelle condition nous avons la corrosion de ce métal en particulier. Quand on parle de cette condition, on parle d'abord de la partie thermodynamique, c'est-à-dire que nous devons d'abord voir si le changement d'énergie libre pour ce processus de corrosion est négatif ou non. Quand le processus de corrosion est négatif, nous disons que la corrosion est spontanée. Sinon, si nous voyons que le changement d'énergie libre devient positif, alors wemay dit que nous aurons dit que le processus de corrosion n'est pas spontané, c'est difficile ; plutôt thermodynamiquement nous dirons que ce n'est pas faisable. Alors, laissez-nous avoir quelques exemples avant que nous voyions ce complot particulier. Ce complot particulier est un complot sérieux et je veux que vous compreniez ce complot et que le temps de cette intrigue est venu dans cet ensemble particulier de conférences. Donc, on voit delta G 0 ; E0 et K, K est la constante d'équilibre de l'équilibre. Donc, maintenant, relation entre les thesearms fondamentalement l n K égal à n F E 0 et ici il sera delta G 0 égal à moins RT l n K et ici delta G 0 égal à moins n F E 0 ; ainsi, ce sont les relations entre les bras. Maintenant, si nous essayons de nous laisser dire delta G 0égal à 0 ; maintenant pour une réaction d'équilibre particulière, disons que c'est mon équilibre que je considère M ah n e égal à M n plus ; ainsi, c'est la réaction de ce dont on parle. Alors, si nous considérons l'énergie libre standard delta G 0, c'est-à-dire, P égal à 1 atmosphère T égal à 298 Kelvin, alors K serait 1 ; ainsi, K n'est rien, mais activité de M n plus par activité de M. Now, alors que nous avons celui-ci à 0 ; alors ouest E 0 bœuf rouge égal à 0 ; maintenant si delta G 0 inférieur à 1 ; c'est-à-dire qu'il y a une quantité de spontanéité dans cette réaction particulière ; c'est-à-dire que, à ce moment-là, nous considérons la réaction ; c'est-à-dire que la réaction à l'avant est en cours. Donc pour une réaction à l'avant ; pour la réaction avant ; de sorte que le cas K devient plus grand que 0 ; cela signifie que K est positif. Donc, plus de quantité de produit va se former et ce temps E 0 bœuf rouge aussi le plus grand que 0 ; désolé ici nous avons fait une erreur parce que quand il est 0 cette fois 1. Donc, il est plus than1 et quand ceci est égal à ceci est inférieur à 1 ; ainsi, ceci devient plus grand que 0.Now, K supérieur à 1 et K égal à 1 signifie ; donc les réactions avant et arrière sont aussi possibles, mais lorsque K supérieur à 1 ; cela signifie que la réaction préférentielle est en cours. Et c'est ce qui, lorsque cela devient moins que le delta G 0, est inférieur à 1 ; ainsi, cette condition est vraie ; ainsi, il y a un gradient potentiel positif ; le courant s'écoulerait. Maintenant, si delta G 0 supérieur à 1, avant la réaction. Donc, ce cas K est inférieur à 1 et E 0 inférieur à 0 ; donc cela signifie que la réaction de l'avant serait moins probable et la réaction en retard ; cela signifie que ce réactiondevient plus probable si nous avons cette situation et que le temps nous en avons ainsi ; c'est-à-dire que le potentiel irait vers le négatif, c'est-à-dire le cathodique. Nous avons donc moins de quantité de cette réaction, c'est-à-dire que l'ion métallique ne serait pas formé de l'ion rathermétal serait réduit. Donc, quand on dit que l'ion métallique serait réduit, cela signifie que le processus de corrosion qui signifie que le processus de formation des ions ne serait pas une probabilité, plutôt que le dépôt devient ma probabilité que nous pourrions dire que la corrosion est la corrosion controlledor est minimisée. Mais dans ce cas la corrosion est maximisée ok et dans cet équilibre de caseits. Donc, la corrosion ainsi que les dépôts métalliques sont en train de se produire avec le même taux. Donc, ces 3 situations c'est la situation I, c'est la situation II et la situation III. En fait, la situation II et III nous guiderait sur la question de savoir si la corrosion a lieu ou non. Maintenant, quand on parle de système normal, on dit du nickel en H 2 O de certains pH. Ainsi, le nickel peut être oxydé ; cela signifie que le nickel peut former de l'ion nickel, c'est-à-dire qu'il s'agit d'une corrosion ou qu'il peut retourner et former du nickel. Donc, ça devient ma réaction cathodique ou moins de corrosion et ce temps ; puisqu'il s'agit de tous les états standard, c'est-à-dire, E 0 ainsi que G 0, il parle de l'état standard et dans le système actuel, nous ne pouvons pas maintenir l'état de standardstate. Donc, la concentration de nickel dans l'eau ne peut pas être 1 que l'activité de l'ion nickel n'est pas 1 ; c'est pourquoi il nous faut considérer la situation non standard. Dans la situation non standard, nous avons le même genre d'analyse. Donc, ce temps, nous devons considérer cette équation, c'est Q ou le quotient d'activité. Donc, Q canbe écrit sous forme d'activité de n plus l'activité de M ; ainsi, nous parlons sans référence à cette réaction. Donc, nous avons un changement d'énergie non standard et nous devons considérer cette valeur. Nous devons voir si cette valeur est supérieure à 0, c'est-à-dire que la réaction à l'avant ou la réaction à la corrosion n'est pas possible. Et si le delta G est inférieur à 0, c'est-à-dire que le processus de corrosion est et ici nous envisageons de faire référence à la corrosion ; ainsi, ce serait un processus réalisable. Maintenant l'intérêt serait de découvrir avec les données ce que nous pouvons générer à partir de ceci pour savoir si c'est supérieur à 0 ou c'est inférieur à 0 à cette condition.Donc, afin de savoir cela, nous devons avoir un problème numérique et ensuite nous serons reallyclairs que oui si nous avons cette condition ; cela signifie que c'est le niveau de pH, c'est la température, c'est le niveau de pression, puis nous pouvons décider que si un métal particulare se corrode dans cette solution particulière. Et lorsque nous parlons de corrode dans cette particule, cela signifie que le processus de corrosion devient spontané. Et quand nous parlons de la spontanéité, nous devons envisager le changement d'énergie libre et nous devons dire que cette condition est respectée. Maintenant, pour faire ça, nous allons prendre un problème ; ce problème que je prends à partir d'un livre qui est un très bon livre Principles of ; Principlesof Corrosion Engineering and Corrosion Control by Zaki Ahmad ; you can read this book thisis a fantastic book, I will just take one problem from that .So, the problem statement says that calculer the théorique propension of nickel to corrodein deaerated solution, deaerated water where pH equal to 8. Et je suppose que le potentiel corrosion; les produits de corrosion sont H 2 et Ni OH entier 2. Les données fournies K SP pour Ni OH entier 2 égales à 1,6 dans 10 à la puissance moins 16, E 0 Ni plus plus Ni égaux à moins 0,25volt; la température du cours, est 298 Kelvin, la pression est égale à 1 atmosphere.Donc, maintenant elle dit une tendance théorique ; ainsi, la tendance théorique chaque fois que nous parlons de tendance théorique ; nous considérons d'abord que le nickel est corrosif. Donc, le nickel 2 e equalto nickel plus plus cette réaction a lieu. Et ensuite nous verrons que si cette réactionse se produit, alors nous devons trouver le delta G 0 pour l'ensemble du système devrait être inférieur à 0.Donc, alors nous dirons que la corrosion du nickel est spontanée ; c'est donc la corrosion. Butif nous trouvons delta G 0 delta G supérieur à 0 ; ensuite nous dirons que ce n'est pas spontaneouset ceci est spontané, nous parlons de corrosion du nickel. Maintenant, nous en parlons, alors quand on dit tout le système, donc pas pour cette réaction particulière. Donc, on déteste voir une autre réaction qui a lieu parce qu'il s'agit de ma réaction anodique. Donc, nous devons avoir une réaction cathodique. Donc, la réaction cathodique est ça ; maintenant, ifI 2 ça, donc, si je les ajoute. Donc, il devient Ni plus 2 H plus il va au Ni plus, plus H2. Donc, c'est mon total, c'est ma réaction globale du système, c'est-à-dire qu'il y a un équivalent cathodique aussi bien que des réactions anodiques ; c'est donc une réaction mycathodique. Mais en plus de cela nous voyons que le Ni OH2 se forme et il a un très faible produit de solubilité. Donc, cela signifie que ces Ni plus, ce Ni plus plus, réagiront avec OH moins qui est déjà dans le système d'eau.Parce que l'eau peut aussi dissocier H 2 O ; elle va à H plus plus OH moins ; ce réactionwe peut donc être considéré. Donc, quand on considère cette réaction, on doit aussi prendre soin de K SP de ce H 2 O. Donc, le K SP d'un 10 à la puissance moins 14. Donc, ce 10 à la puissance 14 on peut écrire H plus dans OH moins égal à 10 à la puissance moins 14.Donc, si on prend log ; donc log de H plus plus log de OH moins égal à moins 14. Donc, ifwe take moins log de H plus et moins de log de OH moins égal à 14 ; puisque nous avons onemore un H plus et un OH moins. Nous pouvons donc supposer que le nombre de H plus et le nombre de OH moins doivent être égaux. Donc, ça et ça, ils auraient une contribution égale à ce 14. Donc, je peux dire que et ce n'est rien, mais le pH plus ce n'est rien, le butp OH égal à 14. Maintenant, si nous avons 7 et 7, alors il devient 14et nous avons si nous avons une solution neutre qui temps le pH est 7. Donc, c'est ce qui porte le p OH est aussi 7 ; maintenant nous avons un pH de pH égal à 8. Donc, ça veut dire, H plus concentrationn' est rien, mais 10 à la puissance moins 8 ; depuis moins log de H plus égal à 8 et c'est ce que la concentration de H plus je peux trouver out.Donc, maintenant si je trouve H plus, je peux trouver OH moins dans H plus égal à 10 à thepower moins 14. Donc, je sais ce qui est la concentration de H plus l'ion ; donc, je peux trouver 10 à la puissance 14 égale à 10 à la puissance moins 8 dans 10 à la puissance moins 6 ; donc, je sais la concentration de OH moins. Maintenant, une fois que nous trouvons le OH moins maintenant, ces OH sont disponibles pour réagir avec ce OH est disponible pour réagir avec Ni plus et quand ils réagissent ; ils ont donc leur propre équilibre ; maintenant, la quantité de nickel et plus qui est disponible dans le système serait décidedpar le K SP de Ni OH entier 2. Parce qu'une fois le Ni OH entier 2 formes, la solubilitélimitée de Ni OH entier 2 permettrait un peu de nickel plus l'ion d'être présent dans la synthèse et une fois que nous connaissons la concentration de nickel plus dans la solution ; nous pouvons déterminer quel est le potentiel qui pourrait générer pour ce particulier. , pour cette réaction particulière dans cette solution particulière et aussi nous savons que pH.So, nous pouvons aussi trouver les E 1 et E 2 et ensuite nous pouvons avoir une différence entre ces 2 potentialsables qui conduirait à découvrir ces 2 situations. Donc, nous discuterons de ce problème lors de notre prochaine conférence ; pour l'instant, nous savons que nous devons aller sur cette route pour découvrir la concentration de nickel, la concentration de l'ion nickel dans la solution. Arrêtons ici ; nous poursuivrons cette conférence dans notre prochaine classe.