ПАССИВНОСТЬ

Поверхность металла называют пассивной в том случае, когда она явно не подвергается воздействию среды, хотя при данных условиях металл термодинамически нестабилен. Так, например, железо при погружении в концентрированную азотную кислоту пассивируется: реакция взаимодействия металла с кислотой, вначале весьма интенсивная, спустя несколько секунд ослабевает. Многие другие металлы переходят в пассивное состояние аналогичным образом.

Процесс электрохимической пассивации иллюстрируется рис. П. 1, на котором показано поведение железного анода, погруженного в любой подходящий раствор электролита, при наложении на него увеличивающегося положительного потенциала. Сначала, как обычно, ток возрастает в связи с переходом ионов металла в раствор, однако при «потенциале пассивации» картина резко меняется, и ток падает до очень низкого значения, которое не увеличивается до тех пор, пока не начнется какая-нибудь другая анодная реакция. Кривая может быть пройдена в обратном направлении, но при этом металл активируется

при более низком потенциале. Несмотря на то что изменение потенциала происходит очень медленно, на кривых обнаруживается некоторый гистерезис, связанный с возвращением поверхности металла в исходное состояние. Некоторые потенциалы пассивации по водородной шкале равны: для железа , никеля , хрома —0,22 В. Анодная защита как метод предотвращения коррозии (см.) заключается в пассивировании поверхности металла и поддержании пассивного состояния наложением внешней э. д. с., которая при этих условиях обеспечивает протекание небольшого тока (значи тельно меньшего, чем для «катодной защиты»).

Рис. П. 1. Кривая пассивации — ток анодной защиты).

Со времен Фарадея пассивность связывалась с образованием окисной пленки. В нескольких случаях ее наличие наблюдалось непосредственно, а поведение пассивного электрода при изменениях pH очень походило на поведение металло-окисного электрода. Однако до сих пор существуют неясности, касающиеся природы и толщины поверхностной пленки. Для пассивации платины, никеля и железа требуется лишь монослой окисла или адсорбированных атомов кислорода, хотя со временем на этих металлах может образоваться слой толщиной в несколько ангстрем. Доказательством существования таких тонких слоев, которые невозможно обнаружить визуально, служит то, что очень небольшого импульса катодного тока достаточно для их удаления. В других случаях, например для свинца, для его пассивации необходимы достаточно толстые пленки. Частичная защита многих металлов в целом ряде электролитов обеспечивается до тех пор, пока условия способствуют

образованию пленки нерастворимой гидроокиси или соли (см. анодирование).

Эти различия обусловлены в основном природой поверхностного слоя. Если он обладает электронной проводимостью, то в нем может свободно протекать анодная реакция, например выделение кислорода, причем очень тонкая окисная пленка остается без изменений. Это один крайний случай; другой случай наблюдается, когда пленка проницаема для ионов — при этом растворение металла будет продолжаться с малой скоростью и окисная пленка может расти, достигая видимых размеров.

См. также [8].