1. Réaction électrochimique:
* Solution de sulfate de cuivre agit comme un électrolyte, fournissant un moyen pour l'écoulement des ions.
* Steel carbone a un potentiel électrochimique plus négatif que le cuivre, ce qui en fait la anode .
* ions cuivre (cu²⁺) dans la solution sont attirés par la surface de l'acier, où ils gagnent des électrons et deviennent en métal cuivre (Cu) . Ceci est la réduction réaction.
* atomes de fer (Fe) sur la surface de l'acier perdre des électrons et devenir ions fer (Fe²⁺) , qui se dissolve dans la solution. C'est la oxydation réaction.
2. Produits de corrosion:
* Les ions de fer réagissent avec les ions d'hydroxyde (OH⁻) dans la solution pour former oxydes de fer (Feo, Fe₂o₃, Fe₃o₄) , communément appelé rouille .
* Dépôts en métal en cuivre sur la surface de l'acier, formant un revêtement en cuivre .
3. Série galvanique:
Les positions relatives de cuivre et de fer dans la série galvanique démontrent cette réaction. Le cuivre est plus noble (moins réactif) que le fer, ce qui signifie que le cuivre sera réduit tandis que le fer sera oxydé.
4. Facteurs affectant le taux de corrosion:
* Concentration de sulfate de cuivre: Une concentration plus élevée entraîne une corrosion plus rapide.
* Température: Une température plus élevée augmente la vitesse de réaction.
* Présence d'autres électrolytes: Une conductivité accrue améliore la réaction.
* Surface de l'acier: Une surface plus grande exposée à la solution augmente la corrosion.
* présence d'inhibiteurs: Certaines substances peuvent ralentir le processus de corrosion.
Conséquences de la corrosion du sulfate de cuivre sur l'acier au carbone:
* Affaiblissement de l'acier: La formation de rouille affaiblit l'intégrité structurelle de l'acier.
* piqûres: La corrosion localisée peut créer des trous et des fosses sur la surface de l'acier.
* Augmentation des coûts de maintenance: La corrosion peut entraîner une défaillance prématurée et nécessiter des remplacements ou des réparations fréquents.
Empêcher la corrosion du sulfate de cuivre:
* Utilisez des matériaux résistants à la corrosion: L'acier inoxydable ou d'autres alliages de cuivre peuvent résister à ce type de corrosion.
* Appliquer des revêtements de protection: La peinture, les revêtements ou le placage peuvent agir comme une barrière entre l'acier et la solution.
* Utilisez la protection cathodique: L'application d'une anode sacrificielle (par exemple, du zinc) peut empêcher l'acier de corroder.
* Contrôlez l'environnement: La minimisation de la concentration de sulfate de cuivre et de la température de contrôle peut ralentir le processus de corrosion.
En résumé, le sulfate de cuivre réagit avec l'acier au carbone par un processus de corrosion galvanique, provoquant la corrodation et la rouille de l'acier. Comprendre le mécanisme et prendre des mesures préventives appropriées peut réduire considérablement le risque de dommages et assurer la longévité des structures en acier.
