Elektrokemijska korozija
<s>Elektrokemijska korozija ili galvanska korozija je vrsta korozije koja se zbiva u elektrolitima.</s><s>Elektrokemijsku koroziju uzrokuje djelovanje korozijskih galvanskih članaka nastalih na površini metala izloženoj elektrolitu.</s><s>Neplemenitiji dijelovi površine pritom su anode, na kojima se metal troši ionizacijom, otapanjem u elektrolitu uz istodobno oslobađanje viška elektrona (elektrolitska disocijacija), koji kroz metal putuju prema plemenitijim dijelovima površine, katodama, gdje se vežu s oksidansima (takozvanim depolarizatorima) iz okoline (elektrokemijska redukcija).</s><s>U vodenim elektrolitima najčešći su oksidansi otopljeni kisik i vodikovi kationi.</s><s>Na te primarne reakcije na elektrodama korozijskoga članka obično se nadovezuju sekundarne reakcije, koje često daju čvrste produkte, među kojima je najpoznatija hrđa, smjesa hidratiranih željeznih oksida.</s><s>Neki čvrsti produkti (na primjer patina na bakru i njegovim slitinama), za razliku od hrđe, koče koroziju.</s>

<s>Elektrokemijska korozija je redoks proces u kojemu nastaje oksidacija metala (koji daje elektrone) u slobodni metalni ion, te redukcija nekog depolizatora (koji prima elektrone).</s><s>Elektrokemijska korozija nastaje u prirodnoj i tehničkoj vodi, u vodenim otopinama kiselina, lužina (baza), soli i drugih tvari, u tlu, u sokovima biološkog podrijekla, u talinama soli i hidroksida, te u atmosferi.</s><s>Atmosfera, doduše, nije elektrolit, ali se atmosferska korozija odvija u vodenom kondenzatu koji zbog vlažnosti zraka nastaje na metalnoj površini i ima svojstva elektrolita.</s>

<s>Teorija elektrokemijske korozije 
Elektrokemijska korozija je redoks reakcija u kojemu sudjeluje metal izložen elektrolitu kao davalac elektrona i neka tvar (ili grupa tvari) kao primalac elektrona (takozvani depolarizator).</s><s>Proces se sastoji od paralelnih međusobnih reakcija oksidacije i redukcije.</s><s>Metalni atom (zapravo metalni kation kojemu je naboj nadoknađen slobodnim elektronima u kristalnoj rešetki) oksidira se u slobodni kation u elektrolitu, pri čemu u metalu nastaje višak slobodnih elektrona.</s><s>Depolarizator se reducira vezanjem tog viška elektrona.</s><s>Depolarizator može biti kation ili anion otopljen u elektrolitu, molekula prisutne čvrste tvari (na primjer korozijskog produkta) ili tvari otopljene u elektrolitu, odnosno nekoliko kationa, aniona ili molekula.</s><s>Proces elektrokemijske korozije sastoji se, dakle, od ionizacije metala i depolarizacije (redukcije depolarizatora), pa se može prikazati:
Me → Mez+ + z e0   (ionizacija metala)
z e0 + Dep → Depz-  (depolarizacija)
__
Me + Dep → Mez+ + Depz-  (ukupni proces)</s>

<s>Za ravnotežne potencijale elektrokemijskih procesa vrijedi Nerstova jednakost:</s>

<s>gdje je:
Er  - ravnotežni elektrodni potencijal (elektromotorna sila) na nekoj temperaturi;
Eor - standardni elektrodni potencijal;
R - univerzalna plinska konstanta: R = 8,314 472(15) J K−1 mol−1
T - apsolutna temperatura;
F - Faradayeva konstanta: F = 9,648 533 99(24)×104 C mol−1
z - broj elektrona koji sudjeluje u procesu;
Qr - produkti potencija aktiviteta (koncentracija) oksidansa, odnosno reducensa u elektrodnom procesu.</s><s>Ravnotežni elektrodni potencijal nekog procesa ionizacije metala ovisi dakle o standardnom elektrodnom potencijalu, o temperaturi i o aktivitetu (koncentraciji) metalnih iona.</s><s>Što je ravnotežni potencijal ionizacije viši, to jest što je pozitivniji (ili manje negativan), to je metal plemenitiji, to jest manje ionizaciji (elektrokemijskoj koroziji).</s><s>Metali s nižim standardnim potencijalom (na primjer magnezij, aluminij, cink, željezo) imaju obično i niži ravnotežni potencijal ionizacije, pa prema tome i veći afinitet za koroziju od metala s višim standardnim elektrodnim potencijalom (na primjer bakar, srebro, platina, zlato).</s>

<s>Standardni elektrodni potencijal</s>

<s>Standardni elektrodni potencijal (E°) određen je mjerenjem relativnih elektrodnih potencijala uz standardne uvjete (aktivitet 1, tlak 101 325 Pa i temperatura 25 °C) prema standardnoj vodikovoj elektrodi.</s><s>Elektrodni potencijal je električni potencijal elektrokemijske ćelije u kojoj je ispitivana elektroda spojena kao katoda, a standardna vodikova elektroda (E = 0,000 V) kao anoda.</s><s>Na katodi se uvijek događa redukcija a na anodi oksidacija.</s><s>Elektrodni potencijal je po definiciji redukcijski potencijal.</s><s>Prema IUPAC-ovu dogovoru, izraz elektrodni potencijal namijenjen je isključivo za polureakcije napisane kao redukcije.</s><s>Predznak elektrodnog potencijala određen je predznakom dotičnog polučlanka spojenog sa standardnom vodikovom elektrodom.</s><s>Pozitivni predznak upućuje na to da je reakcija spontana u odnosu na standardnu vodikovu elektrodu, to jest da se polučlanak spontano ponaša kao katoda.</s>

<s>Popis standardnih elektrodnih potencijala nekih metala i elemenata (objašnjenje: (s) - krutina; (l) - tekućina; (g) - plin; (aq) - razvodnjen; (Hg) - amalgam):</s>

<s>Depolarizacija 
Depolarizacijski procesi pri elektrokemijskoj koroziji mogu biti različiti.</s><s>U praksi su najvažniji procesi vodikova depolarizacija, to jest redukcija vodikovih (zapravo H3O+) iona u vodenim otopinama, odnosno kisikova depolarizacija, to jest redukcija u vodi otopljenog kisika.</s>

<s>Elektrokemijska korozija željeza</s>

<s>Elektrokemijsku koroziju uzrokuje djelovanje korozijskih galvanskih članaka nastalih na površini metala izloženoj elektrolitu.</s><s>Neplemenitiji dijelovi površine pritom su anode, na kojima se metal troši ionizacijom, otapanjem u elektrolitu uz istodobno oslobađanje viška elektrona (elektrokemijska oksidacija), koji kroz metal putuju prema plemenitijim dijelovima površine, katodama, gdje se vežu s oksidansima (takozvanim  depolarizatorima) iz okoline (elektrokemijska redukcija).</s><s>U vodenim elektrolitima najčešći su oksidansi otopljeni kisik i vodikovi kationi.</s><s>Na te primarne reakcije na elektrodama korozijskoga članka obično se nadovezuju sekundarne reakcije, koje često daju čvrste produkte, među kojima je najpoznatija hrđa, smjesa hidratiranih željeznih oksida.</s><s>Neki čvrsti produkti (na primjer patina na bakru i njegovim slitinama), za razliku od hrđe, koče koroziju.</s>

<s>Ključna reakcija kod elektrokemijske korozije je redukcija kisika:
O2 + 4 e- + 2 H2O → 4 (OH)-
Zbog toga što se stvaraju hidroksilni anioni, na ovaj proces snažno utječe prisustvo kiselina.</s><s>U stvari, korozija većine metala je znatno ubrzana tamo gdje je nizak pH.</s><s>Elektrone za gornju reakciju dobivamo oksidacijom željeza:
Fe → Fe2+ + 2 e-</s>

<s>Slijedeća redoks reakcija se javlja u prisustvu vode i presudna je za stvaranje hrđe:
4 Fe2+ + O2 → 4 Fe3+ + 2 O2−</s>

<s>Uz to, javljaju se u međuvremenu kemijske reakcije kiselina i baza, koji doprinose stvaranju hrđe:</s>

<s>Fe2+ + 2 H2O ⇌ Fe(OH)2 + 2 H+
 Fe3+ + 3 H2O ⇌ Fe(OH)3 + 3 H+</s>

<s>i slijedeće ravnotežne reakcije:
Fe(OH)2 ⇌ FeO + H2O
Fe(OH)3 ⇌ FeO(OH) + H2O
2 FeO(OH) ⇌ Fe2O3 + H2O</s>

<s>To znači, za stvaranje korozije presudno je prisustvo kisika i vode.</s>

<s>Korozijski članci 
Elektrokemijska korozija može isto tako teći da se ionizacija i depolarizacija zbivaju na istom mjestu metalne površine.</s><s>To se, međutim, rijetko događa u praksi (na primjer na određenoj kristalnoj plohi čistog metala ili na amalgamima čistih metala).</s><s>Redovno su pojedini dijelovi metalne površine u elektrolitu, zbog neravnomjernosti unutrašnjih ili vanjskih korozijskih čimbenika, elektrokemijski toliko različiti da su neki od njih pogodniji za odvijanje ionizacije metala, a drugi za odvijanje depolarizacije.</s><s>Zbog toga se obično procesi ionizacije metala i depolarizacije, više manje potpuno, lokalno razdvajaju na metalnoj površini.</s><s>Za dijelove metalne površine na kojima se metal ionizira vrijedi tada ravnotežni potencijal te ionizacije.</s><s>Taj je potencijal niži od ravnotežnog potencijala depolarizacije, što vrijedi za dijelove metalne površine na kojima se odvija depolarizacija.</s><s>Metal se, dakle, ionizira na anodnim deijelovima površine, a depolarizacija teče na katodnim dijelovima.</s><s>Proces korozije analogan je, prema tode, procesu u galvanskom članku koji je kratko spojen.</s><s>Posebno promatran takav galvanski članak (to jest kratko spojen par anoda - katoda), koji djeluje pri elektrokemijskoj koroziji, zove se korozijski članak.</s>

<s>Ako su u elektrolitu u dodiru dva metala s nejednakim ravnotežnim potencijalima ionizacije, nastaje korozijski članak u kojemu je neplemenitiji metal anoda.</s><s>To se zbiva pri dodiru dvaju elemenata od različitih metala, odnosno uz poru, pukotinu ili oštećenje električki vodljive prevlake na metalu.</s><s>Zato će, na primjer, čelični lim ubrzano korodirati u morskoj vodi uz bakrenu zakovicu.</s><s>Na pori niklene prevlake na čeliku u elektrolitu će se pojaviti točkasta korozija, a na cinkovoj prevlaci na čeliku pora će se širiti korozijom cinka.</s><s>Točkasta će se korozija na čeliku u elektrolitu pojaviti i na mjestu oštećenja okujine, koja doduše nije metal, ali ima metalnu vodljivost i plemenitija je od čelika.</s><s>Pri koroziji niskougljičnog čelika u elektrolitima korodira obično feritna anoda, a na katodi od cementita (Fe3C) odvija se depolarizacija.</s><s>Na sivom lijevu u prirodnim vodama i tlu nastaje grafitizacija, to jest fazno selektivna korozija koja uništava ferit kao anodu, pa zaostaje spužvasti grafit pomiješan s hrđom.</s><s>I različite vodljive uključine u metalu mogu djelovati kao katode ili anode korozijskih članaka.</s><s>Interkristalnu koroziju u elektrolitima često uzrokuju izlučevine neke faze uzduž granica zrna.</s>

<s>Izvor</s>

<s>Kemija</s>

