Wróć do informacji o e-podręczniku Wydrukuj Pobierz materiał do PDF Zaloguj się, aby dodać do ulubionych Zaloguj się, aby skopiować i edytować materiał Zaloguj się, aby udostępnić materiał Zaloguj się, aby dodać całą stronę do teczki
Polecenie 1

Czy w polskich miastach można zaobserwować wynik korozji atmosferycznej lub pasywacji? Co łączy korozje atmosferyczną z patyną? Przeanalizuj grafikę interaktywną obrazującą przykłady występowania korozji i pasywacji we Wrocławiu, a następnie wykonaj poniższe polecenia.

Czy w polskich miastach można zaobserwować wynik korozji atmosferycznej lub pasywacji? Co łączy korozje atmosferyczną z patyną? Zapoznaj się z opisem grafiki interaktywnej obrazującej przykłady występowania korozji i pasywacji we Wrocławiu, a następnie wykonaj poniższe polecenia.

R1bJnbx21mlDV1
Zdjęcie przedstawiające fragment mostu z łukiem. W tle znajduje się kilka budynków otoczonych drzewami. 1. Most Tumski Most Tumski zwany “Mostem Zakochanych”, który znajduje się we Wrocławiu, został zbudowany w 1889 roku nad północną odnogą Odry. Zakochani przypinają na nim kłódki, które symbolizują ich miłość. Niestety czas sprawia, że kłódki te pokrywają się korozją atmosferyczną, a inicjały pary się zacierają.
Na zdjęciu fragment balustrady mostu z licznymi przypiętymi do niego kłódkami.Indeks górny Źródło: wikipedia.org; Autor: Aw58 - Eigenes Werk; Licencja: CC BY-SA 4.0;, 2. Korozja atmosferyczna Należy do rodzaju najpowszechniej spotykanej korozji. Większość metalowych konstrukcji, aparatów, maszyn i urządzeń wykorzystywanych w środowisku atmosferycznym jej ulega.

Korozja atmosferyczna ma właściwości elektrochemiczne i biegnie przy obecności wody oraz z pełnym dostępem tlenu, pełniącego rolę depolaryzatora. Na tafli metalu podczas tego procesu, mają miejsce jednocześnie dwa procesy: anodowy i katodowy.Zdjęcie przedstawiające kawałek blachy, której powierzchnia uległa korozji. Indeks górny Źródło: wikipedia.org; Autor: Rafal Konkolewski; Licencja: CC BY-SA 2.5;, 3. Proces anodowy i katodowy Podczas procesu anodowego ma miejsce utlenianie metalu, czyli jego przejście ze stanu metalicznego w stan jonowy.

Proces katodowy natomiast zależy od pH środowiska:
  • w środowisku kwasowym, zachodzi katodowa redukcja jonów oksoniowych z wydzieleniem wodoru;
  • w środowisku obojętnym i zasadowym ma miejsce katodowa redukcja tlenu w roztworze wodnym, z wytworzeniem jonów wodorotlenkowych.
Produkty korozji powstałe na powierzchni metalu tworzą się na granicy obszarów anodowych i katodowych w wyniku zachodzących wtórnych reakcji chemicznych.Schemat uwzględniający proces katodowy i anodowy, które zachodzą podczas korozji. Po lewej stronie anoda o niższym potencjale, na której dochodzi do rozpuszczania metalu, jego utlenienia do M+, który to reaguje w reakcji wtórnej z cząsteczką wody, co daje odpowiedni tlenek MO, wodorotlenek MOH oraz kation wodorowy H+. Kation dążą do katody, zaś aniony do anody. Równolegle na katodzie, którą cechuje wyższy potencjał ma miejsce redukcja, elektron, który utracił metal w procesie anodowy bierze udział w reakcji redukcji na katodzie, gdzie ma miejsce depolaryzacja. W wyniku reakcji redukcji z wody oraz tlenu powstają aniony wodorotlenowe.Indeks górny Źródło: wikipedia.org; Autor: Joanna Kośmider; Licencja: CC BY-SA 3.0;, 4. Czynniki determinujące powstanie korozji atmosferycznej Do czołowych czynników środowiskowych i atmosferycznych, które odpowiadają za tworzenie się korozji atmosferycznej, zalicza się:
  • wpływ wody w każdej postaci;
  • wysoka wilgotność względna powietrza;
  • wpływ temperatury i jej wahania;
  • wpływ promieniowania UV;
  • obecność w powietrzu substancji gazowych, głównie SO2, NOx, H2S, CO2 itp.;
  • obecność w powietrzu chlorków;
  • obecność w powietrzu lotnych węglowodorów aromatycznych i alifatycznych oraz produktów ich degradacji, tj. sadzy, koksiku, smółki;
  • obecność w powietrzu pyłów powstających podczas spalania paliw węglowych.


Zdjęcie przedstawiające lokomotywę pociągu stojącego przy peronie.Indeks górny Źródło: wikipedia.org; Autor: Chris McKenna ; Licencja: CC BY-SA 4.0;, 5. Produkty korozji powstające na stali podczas w warunkach atmosferycznych Obszerna literatura opisuje substancje chemiczne, które mogą wchodzić w skład produktów korozji, tworzących się na stali w warunkach atmosferycznych.

Do najczęściej wymienianych składników fazowych rdzy, należą:
  • tlenki
    • FeO (wustyt, czarny),
    • α-Fe2O3 (hematyt)
      Zdjęcie przedstawiające minerał żelaza. Ma on nieregularną powierzchnię, która ma różne odcienie szarości.Indeks górny Źródło: wikipedia.org; Autor: Rob Lavinsky; Licencja: CC BY-SA 3.0;
    • (magnemit),
    • Fe2O3 (magnetyt)
  • oksywodorotlenki
    • α-FeOOH (getyt),
    • β-FeOOH (akagenit),
    • γ-FeOOH (lepidokrokit),
    • δ-FeOOH (związek bezpostaciowy - amorficzny).
  • kompleksony siarczanów i chlorków
Źródło: Źródło: pixabay.com; Licencja: domena publiczna;, Głuszko, M., Zagadnienia ochrony antykorozyjnej konstrukcji stalowych oraz urządzeń elektroenergetycznych eksploatowanych w warunkach atmosferycznych, 2008, wyd. Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Elektrotechniki.
RA2M5vEfNQwrm1
Na zdjęciu znajduje się fontanna z posągiem nagiego mężczyzny trzymającego floret. 1. Patyna Inne nazwy patyny to śniedź, grynszpan szlachetny. Zielony kolor, który pokrywa posąg szermierza, jest efektem korozji atmosferycznej miedzi i jej stopów w wilgotnym powietrzu.

Innym przykładem architektury we Wrocławiu pokrytej patyną jest dach archikatedry św. Jana Chrzciciela.
Zdjęcie przedstawiające kościół z miedzianym dachem, który to pokryty jest zielonkawą patyną. Indeks górny Źródło: wikipedia.org; Autor: Diego Delso; Licencja: CC BY-SA 4.0;, 2. Patyna - skład Warstwa patyny powstająca na powierzchni materiału tworzy błonę w barwach od jasnozielonego do szarozielonego. Składa się głównie z hydroksowęglanu miedzi(II) -  CuCO3·CuOH2.

Powłoka patyny jest stabilna i jest efektem ostatniego etapu procesu pasywacji. Osiadanie nalotu patyny na powierzchni metalu może trwać kilkadziesiąt lat, jednakże po kilku miesiącach można zaobserwować jej początki.
Zdjęcie przedstawiające powierzchnię wykonaną z miedzi, która ma charakterystyczny miedziany kolor (pomarańczowy) i która pokryta jest częściowo patyną w kolorze błękitno-zielonym.Indeks górny Źródło: pixabay.com; Licencja: domena publiczna;, 3. Które produkty nie ulegają korozji? Dlaczego puszki metalowe, czy stal nierdzewna nie ulegają korozji?

Puszki metalowe zbudowane są z aluminium, które nie ulegają korozji, tylko pasywacji. Podobnie jest ze stalą nierdzewną na której nawierzchni tworzy się powłoka zwana warstwą pasywną, która ma za zadanie chronić materiał przed korozją, czynnikami chemicznymi i atmosferycznymi. Z tego względu stal nierdzewna nie ulega korozji.

Co stanowi warstwę pasywną? Cienka warstwa tlenku chromu(III) powstałego na wierzchni materiału.

Jak ona powstaje? Zachodzi reakcja chemiczna między chromem wchodzącym w skład stali nierdzewnej (chromowej), a tlenem z powietrza.

Pasywacja to proces polegający na uodparnianiu się metalu na działanie kwasu utleniającego lub innego utleniającego czynnika, na skutek czego powstaje szczelna warstwa ochronna, składająca się z tlenków metali i innych związków chemicznych.
Zdjęcie przedstawiające dwa metalowe walcowate przedmioty.Indeks górny Materiał po lewej stronie nie został pasywowany, a po prawej stronie został pasywowany. Źródło: wikipedia.org; Autor: Kees08 - Eget arbejde; Licencja: CC BY-SA 4.0;
Źródło: Fotografia pochodzi: Autor: Kapitannelson; Źródło: wikipedia.org; Licencja: domena publiczna;, Maller, R. R.; Passivation of stainless steel, „Trends in Food Science & Technology” , 1998, t. 9, s. 28-32.
RbCXMscFxemMt
Ćwiczenie 1
Głównym składnikiem patyny jest? Zaznacz poprawną odpowiedź. Możliwe odpowiedzi: 1. CuCO3·CuOH2, 2. CuOH2SO4, 3. CuOH2SO3, 4. CuOH2CO3
Ćwiczenie 2
RLNmRuH8OEp731
(Uzupełnij).
RBXnIr4eENz8K
Ćwiczenie 3
Zaznacz materiały nieulegające korozji, tylko pasywacji. Możliwe odpowiedzi: 1. aluminium, 2. stal nierdzewna, 3. stal, 4. miedź i jej stopy