Какой металл в составе приведённых сплавов будет разрушаться при периодическом попадании на него морской воды?

Краткий ответ

Почему так работает

Морская вода — раствор солей, то есть электролит. Когда она попадает на сплав, разные металлы в его составе образуют гальваническую пару (микрогальванопару): одни кристаллы становятся анодом, другие — катодом.

Правило одно: разрушается (окисляется) тот металл, у которого меньше стандартный электродный потенциал — в ряду напряжений он стоит левее. Он отдаёт электроны:

\[ \text{Me} - n e^{-} \rightarrow \text{Me}^{n+} \]

Катод только принимает электроны и не разрушается. Чем больше разница потенциалов пары, тем быстрее корродирует анод.

Разбор по сплавам

Сталь Ст-3 — это железо с углеродом (цементит \(\mathrm{Fe_3C}\)). Потенциал железа \(-0{,}44\) В, у цементита он гораздо положительнее. Железо — анод, оно и ржавеет: \(\mathrm{Fe} - 2e^{-} \rightarrow \mathrm{Fe^{2+}}\).

Нейзильбер — сплав \(\mathrm{Cu}\)–\(\mathrm{Ni}\)–\(\mathrm{Zn}\). Потенциалы: \(\mathrm{Zn}\;(-0{,}76)\) < \(\mathrm{Ni}\;(-0{,}25)\) < \(\mathrm{Cu}\;(+0{,}34)\). Самый активный — цинк, он и уходит в раствор.

Бронза — сплав \(\mathrm{Cu}\)–\(\mathrm{Sn}\). \(\mathrm{Sn}\;(-0{,}14)\) < \(\mathrm{Cu}\;(+0{,}34)\), значит олово анодно и растворяется (в технике это называют избирательной коррозией олова).

Дюралюминий — основа \(\mathrm{Al}\) с добавками \(\mathrm{Cu}\) и \(\mathrm{Mn}\). Включения фазы \(\mathrm{CuAl_2}\) играют роль катодов, а твёрдый раствор на основе алюминия \(\mathrm{Al}\;(-1{,}66)\) — анод. Разрушается алюминиевая матрица: \(\mathrm{Al} - 3e^{-} \rightarrow \mathrm{Al^{3+}}\).

Проверка

Получилось «один металл — один сплав»: Fe, Zn, Sn, Al — все четыре разных, ничего не повторяется. Это и есть подсказка, что соответствие найдено верно.

Как решать похожее задание: выпиши все металлы сплава, найди их потенциалы (или посмотри, кто левее в ряду напряжений), и анодом будет самый левый из них.