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2 novembre 2017

CORROSIONE AD UMIDO

Meccanismo elettrochimico della corrosione a umido.

Il fatto che la corrosione in ambiente umido proceda attraverso un meccanismo di tipo elettrochimico implica che sulla superficie metallica procedano entrambe le semireazioni di ossidazione del metallo e di riduzione di una  più delle specie presenti nell’ambiente aggressivo. Molto spesso è possibile distinguere anche visivamente dove siano localizzate le diverse aree elettrodiche. Cioè è possibile identificare quali siano le regioni della superficie metallica dove si sono svolgono le reazioni di riduzione (regioni catodiche) e quelle dove si svolgono le reazioni anodiche (ossidazione del metallo). Un esempio classico è quello della goccia d’acqua depositata sulla superficie di un acciaio, vedi Fig.1 oppure quello di una sbarra affondata parzialmente nel fondale marino. In questo caso, come in altri che verranno illustrati ad esempio, si parla di corrosione per areazione differenziale.

GOCCIA

 

 

 

 

FIG 1

 

 

Nell’esempio della goccia d’acqua, il processo di corrosione avviene inizialmente sull’intera superficie metallica bagnata, processo dovuto alla presenza di ossigeno disciolto nell’acqua. La reazione anodica è la dissoluzione del metallo, mentre la reazione catodica è la riduzione dell’ossigeno a dare ioni OH. Il procedere della corrosione determina un impoverimento di ossigeno all’interno della goccia, ossigeno che può essere reintegrato solo per reintegro dall’atmosfera esterna. Tuttavia, questo reintegro avviene con relativa facilità solo nelle regioni più esterne della goccia, e la lenta diffusione dell’ossigeno nell’acqua permette l’instaurarsi di un gradiente di concentrazione di O2 avente regione centrale della goccia. La superficie del metallo produce un’effetto pila; verso la superficie esterna si forma una reazione catodica, verso la parte centrale un’area anodica. La regione anodica, dove cioè passa in soluzione il metallo (corrosione), si localizza nella regione centrale della goccia.

Si supponga adesso di avere tre vaschette contenenti soluzioni acquose a pH=0 di acido cloridrico (HCl), Fig.2. Nella prima vaschetta si immerge una sbarretta di zinco commerciale, nella seconda si immergono due sbarrette di zinco e di ferro saldate tra loro e nella terza una sbarretta di zinco purissimo. Una netta separazione tra regioni a prevalente funzionamento catodico e anodico si può osservare nelle prime due vaschette, mentre nella terza questa separazione non è affatto evidente. Nei primi due casi si osserva lo sviluppo di bollicine di idrogeno gassoso dalla reazione catodica  2H+ + 2e = H2, che avviene sulle impurezze di ferro presenti nello zinco commerciale nel primo caso e sulla barretta di ferro nel secondo. Tutte le altre aree sono evidentemente sede della reazione anodica di ossidazione dello zinco secondo la reazione Zn = Zn++ + 2e.

Vaschette

FIG 2

 

 

 

Nella Teoria delle coppie locali la natura elettrochimica del processo corrosivo è accertabile visivamente, come in questi primi due casi. Appare intuitivo schematizzare il sistema corrosivo raggruppando tutte le aree catodiche in un unico elettrodo con superficie corrispondente e tutte le aree anodiche in un unico elettrodo con superficie corrispondente. Il sistema corrosivo può essere così schematizzato come una cella galvanica bielettrodica cortocircuitata, vedi Fig.3

 

 

 

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