Степан Афанасьевич Балезин (1904-1982)

Интересные результаты дало и изучение адсорбции йодид-ионов из кислых сульфатных растворов на железе. Оказалось, что величина необратимой адсорбции зависит от потенциала электрода и pH раствора. При адсорбции из кислых растворов иодид-ионы могут хемосорбироваться на железе, образуя поверхностный комплекс, который устойчив только в определенной области потенциалов.

В 50—60-х годах на кафедре С. А. Балезина была проведена серия работ по изучению защиты металлов от коррозии в азотной, фосфорной и различных органических кислотах. С. А. Балезин, Г. С. Парфенов и И. В. Никольский изучили кинетику растворения железа в азотной кислоте [73, 75]. Они показали линейную зависимость скорости коррозии железа в кислоте от ее активности в области концентраций до 6,8 моль/л.

При более высоких концентрациях HNO₃ скорость растворения железа падает и наступает самопроизвольное пассивирование. При концентрации раствора 13 моль/л и более появляется мгновенное пассивирующее действие азотной кислоты на железо. Скорость растворения железа в азотной кислоте с повышением температуры на 10° возрастает в 1,1 —1,2 раза. Она растет и с увеличением интенсивности перемешивания раствора азотной кислоты.

При растворении углеродистых сталей в азотной кислоте, так же как и в серной и соляной, восстанавливаются ионы водорода. Однако образовавшийся водород восстанавливает азотную кислоту до азотистой, затем азотистую до оксида азота (II) и полностью затрачивается на восстановление азотной кислоты. При добавлении тиомочевины в раствор азотной кислоты процесс восстановления последней затрудняется, так как тиомочевина разрушает азотистую кислоту: CSX (NH₂)2 + 2HNO₂ = СO₂ + H₂S + 2N₂ + 2H₂O.

Установлено, что содержание углерода в стали практически не влияет на скорость ее коррозии в растворе 0,5 моль/л азотной кислоты. Среди испытанных С. А. Балезиным замедлителей коррозии стали в азотной кислоте наибольшим тормозящим действием обладают перманганат и хромат калия, галоид-ионы, неорганические соединения серы и тиомочевина. Из данных электрохимических измерений следует, что хромат и перманганат калия сдвигают начальный потенциал железа в положительную сторону на 942 мВ (перманганат) и 1412 мВ (хромат), т. е. эти замедлители действуют как пассиваторы.

Замедляющее действие галоид-ионов увеличивается в последовательности: Сl^- , Br^-, I^-. Начальный потенциал железа в азотной кислоте, содержащей хлорид, бромид или иодид калия, смещен в отрицательную сторону, что свидетельствует о торможении катодных процессов.

Почти одинаковое тормозящее действие оказывает сульфид, сульфит и тиосульфат натрия. Наибольший замедляющий эффект они проявляют при концентрации их 0,5—1 ммоль/л.

Очень велико замедляющее действие тиомочевины. Практически полное прекращение растворения железа наблюдается при концентрации HNО₃ 1 моль/л в присутствии 10 ммоль/л этого замедлителя. 50 ммоль/л тиомочевины почти полностью тормозят растворение железа даже в пятимолярном растворе HNO₃. Однако испытания, проведенные после травления с добавкой тиомочевины, показали, что механические свойства железа и стали при этом значительно ухудшаются в результате наводороживания.

С. А. Балезин и Г. С. Парфенов исследовали также процесс растворения меди в азотной кислоте в присутствии ингибиторов [72]. Из опытных данных следует, что скорость растворения меди по мере увеличения концентрации кислоты значительно возрастает. Это обусловливается тем, что с повышением концентрации азотной кислоты усиливаются ее окислительные свойства. Явление пассивирования, характерное для железа, в случае с медью не наблюдается.

Скорость растворения меди в азотной кислоте при температуре выше 30 °С начинает сильно расти, а при перемешивании кислоты резко падает. Авторы объясняют это тем, что молекулы азотной кислоты при длительном контакте с поверхностью металла восстанавливаются, образуя следы азотистой кислоты, которая и ускоряет растворение меди. Незначительные количества азотистой кислоты, образующиеся в перемешиваемом растворе, не могут длительно контактировать с одними и теми же участками меди, поэтому азотистая кислота не проявляет автокаталитических свойств. Исследования показали, что изменения потенциала меди в азотной кислоте зависят главным образом от количества содержащейся в ней азотистой кислоты: небольшое ее количество снижает потенциал меди на почти постоянную величину — 700 мВ. Из неорганических серосодержащих соединений наибольшее тормозящее действие на процесс растворения меди оказывает тиосульфат натрия, из азотистых соединений — мочевина. Анализ поляризационных кривых показал, что мочевина в основном действует на катодный процесс. Тиомочевина значительно тормозит реакцию растворения меди благодаря разрушению азотистой кислоты.