15- m’ruza Mavzu: Metallardagi gaz korroziyasi. Reja

5.8.4. Gaz korroziyasining asosiy bosqichlari.
Korroziya mahsulotlari bir qator paralel va ketma ket reaksiyalarni borishi natijasida hosil bo‘ladi. 15.4-rasmda metalni gaz fazasidagi kislorod bilan oksidlanganda yoppa oksid plyonkaning hosil bo‘lish mexanizmi keltirilgan.
Metalni oksidlanishi bir necha bosqichlarda amalga oshadi:
- metalni ionlashuvi va uni ion va elektron shaklida oksid qatlamiga o‘tishi;
- metall ionlari Me^p+ va elektronlarini oksid qatlamiga ko‘chishi;
- kislorodni gaz oqimidan oksid yuzasiga ko‘chishi;
- kislorodni yuzaga adsorbsiyasi;
- adsorbsiyalangan kislorodni O^2- ionga aylanishi;
-kislorod ionlarini O^2-kislorod qatlamiga ko‘chishi;
- oksid hosil bo‘lish reaksiyasi.



15.4-rasm. Metall yuzasida oksid plyonkasining hosil bo‘lish sxemasi.

Ba’zi hollarda alohida bosqichlar tushib qolishi yoki bir shakldan ikkinchi shaklga o‘tishi mumkin. Umuman olganda barcha bosqichlar o‘zaro aloqada va ketma ketlikda amalga oshadi. Oksidlanishning haqiqiy tezligi eng sekin boradigan bosqich tezligi bilan aniqlanadi. Alohida hollarda jarayonni vaqt o‘tishi bilan so‘nishi metalldagi gaz korroziyasining xususiyati bo‘lib hisoblanadi. Bu metall yuzasida himoya pardasi bo‘lganda amalga oshadi. Agar parda yoppa bo‘lsa va yuza bilan yaxshi adgeziyada bo‘lsa, metalni agressiv muhitdan himoya qiladi va korroziya to‘xtaydi. Jarayonning birinchi bosqichi oksidlovchining yuzaga adsorbsiyasidir.

5. Metall yuzasidagi gazlar adsorbsiyasi
Fazalar chegarasida moddalar konsentratsiyasining o‘zgarishi adsorbsiya deyiladi. Adsorbsion muvozanatda, ya’ni chegara qatlamlarda va chegara fazalarda muvozanat taqsimoti jo‘shqinlik bilan amalga oshadi va tezda muvozanat o‘rnatiladi. Qattiq jism yuzasida turgan zarrachalar ortiqcha energiyaga ega bo‘ladi. Buning hisobiga atrof muhitni egallab turgan molekulalar metalga tortiladi va metal yuzasida konsentratsiyalanadi. Bu jarayon doimo o‘z-o‘zidan amalga oshadi va musbat issiqlik samarasiga ega hisoblanadi.
Adsorbsiyaning ikki turi mavjud: fizik va kimyoviy.
Fizik adbsorsiya Vander – Vals kuchlari bilan bog‘langan. Adsorbat va metall yuzasidagi molekulalar orasidagi aloqa energiyasi katta emas (40÷50 kDj/mol ga teng). Muvozanat tezda o‘rnatiladi. Adsorblangan modda yuzadan yengil olib tashlanadi. Fizik adbsorsiya past haroratda adsorbatni kondensatsiyasiga yaqin haroratda aniq namoyon bo‘ladi.
Xemosorbsiya adbsorbsiya jarayoni bo‘lib, unda adsorblanayotgan modda va metal atomlari molekulalari o‘rtasidagi kimyoviy reaksiya kuzatiladi. Atomlar orasidagi aloqa energiyasi 150÷160 kDj/mol miqdorida baholanadi. Metall va oksidlovchi o‘rtasidagi aloqa ionli harakterga ega. Metal adsorblangan modda atomlariga elektronlarni beradi. Xemosorbsiya jarayoni juda tezlik bilan, daqiqaning yuzdan bir ulushlarida amalga oshadi. Bunda adsorbsiyalangan pardaning tashqi yuzasi manfiy, ichki tomoni esa musbat zaryadlanadi.
Adsorblangan moddaning yuza birligiga nisbatan miqdori muhitning harorati va adsorbatning gaz yoki suyuq fazadagi konsentratsiyasiga bog‘liq.
Qattiq jism yuzasiga adsorbatning (agar adsorbat gaz bo‘lsa) muvozanat miqdori va va konsetratsiyai yoki T=const holatda bosim R orasidagi funksional bog‘liqlik adsorbsiya izotermasi deyiladi.
Izoterma adbsorbsiyasi nazariyasi birinchi bo‘lib Lengmyur tomonidan yaratilgan. Lengmyur tomonidan jarayonni oddiylashtiruvchi quyidagi tahminlar ilgari surilgan.
-adsorbent yuzasi energetik jihatdan bir jinsli;
- adsorbat zarrachalari adsorbat yuzasida o‘zaro ta’sirlashmaydi;
- bir faol markaz yuzasiga adsorbsiyalovchi modda zarrachasini bir donasi to‘g‘ri keladi;
- faqatgina monomolekular adsorbsion qatlam hosil bo‘lishi mumkin.
Adbsorsiya jarayoni tezligi v_ad gaz bosimi R va metal erkin yuzasi (1-Θ) miqdoriga to‘g‘ri proporsional bo‘ladi.
V_ad=K_ad R (1-Θ) (15.9)
K_ad – adbsorsiya jarayonini tasniflovchi konstanta.
Teskari jarayon –desorbsiya –tezligi sozlovchi molekulalar bilan band bo‘lgan yuzaga to‘g‘ri proporsional:
V_des=K_des Θ (15.10)
Bu yerda: K_des - desorbsiya jarayonini tasniflovchi konstanta, Θ –metall yuzasining adsorbat zarrachalari egallagan qismi. Muvozanat o‘rnatilganda adbsorbsiya tezligi desorbsiya tezligiga teng bo‘ladi.
V_ad= V_des. (15.11)
(15.7) va (15.8) tenglamalarning o‘ng tomonini tenglashtirib, quyidagi ifodani olamiz:
K_ad R (1-Θ) =K_des Θ 15.12)
(5.12) tenglamani Θ ga nisbatan yechib, quyidagi ifodaga ega bo‘lamiz.
(15.13)
(5.13) ifodani surat va maxrajini ga bo‘lib / ni b bilan belgilasak,