Химические представления о коррозии металлов

Все используемые человеком в хозяйственной деятельности материалы и природные объекты постоянно меняют свой состав и строение. Некоторые из происходящих изменений приводят к полной или частичной потере используемых свойств материалов и объектов. Такие процессы называют разрушением. Как правило, процессы разрушения имеют физическую и химическую составляющие, которые в реальных условиях неотделимы друг от друга. Примером может служить разрушение почвы. Оно может происходить в результате выветривания (физико-химический процесс измельчения и физический процесс уноса потоком воздуха), размывания (химический процесс растворения компонентов почвы и их физический вынос потоками воды) и т.д. Постепенному разрушению подвергаются здания и промышленные конструкции, дорожные покрытия, детали машин, бытовые предметы и др. В инженерной практике чаще всего приходится иметь дело с разрушением конструкционных материалов. Это гниение древесины, разрушение бетона, деструкция и другие виды разрушения полимерных материалов, коррозия металлов и др.

Во многих из этих процессов главную роль играют окислительно-восстановительные реакции между конструкционным материалом и окисляющими компонентами окружающей среды (О₂, Н₂О, Н⁺ и др.). Коррозией (от латинского "corrosio" – разъедание) в широком смысле можно назвать процесс разрушения конструкционного материала в результате химических реакций с компонентами окружающей среды. В узком смысле коррозией называют разрушение металлов в результате окислительно-восстановительных реакций с компонентами окружающей среды.

Коррозия металлов является самопроизвольным процессом ( ), поэтому теоретически её можно лишь замедлить, но не исключить полностью. Потери металла в результате коррозии весьма велики. Например, в СССР ежегодно до 20% выплавляемого металла шло на восполнение потерь от коррозии. Однако известны случаи чрезвычайно высокой коррозионной стойкости металлов. Так в 415г. в Индии была сделана колонна (вес – 6,5т, высота – 7м, диаметр – от 42см внизу до 30см вверху) из почти чистого железа (99,72% Fe), которая в настоящее время находится в Дели. Колонна всегда находилась на открытом воздухе, но, несмотря на это, не имеет даже следов коррозии. Уже в 5-6 веках нашей эры в Индии существовало общество по борьбе с коррозией.