Задача 1
Условие (кратко)
Железный лист покрывают тонким слоем цинка. Как цинковое покрытие защищает железо от коррозии? Рассмотрите процессы на поверхности обоих металлов.
Решение
Защита двойная.
Пока покрытие целое, оно изолирует железо от воды и кислорода. Сам цинк покрывается плотной плёнкой оксида и основного карбоната цинка, поэтому корродирует медленно.
Если покрытие повреждено (царапина, срез), во влажной среде цинк и железо образуют гальваническую пару. Цинк левее железа в ряду напряжений, он окисляется:
\[\mathrm{Zn - 2e^- \rightarrow Zn^{2+}}\]
Электроны переходят на железо, на его поверхности восстанавливается кислород:
\[\mathrm{O_2 + 2H_2O + 4e^- \rightarrow 4OH^-}\]
Затем:
\[\mathrm{Zn^{2+} + 2OH^- \rightarrow Zn(OH)_2\downarrow}\]
Железо получает электроны, а не отдаёт их, поэтому не окисляется, пока рядом есть цинк. Это протекторная защита. Оцинкованное железо служит долго даже с повреждённым покрытием — в отличие от белой жести (железо + олово), где на царапине разрушается само железо.
Ответ
Цинк изолирует железо, а при повреждении окисляется сам (Zn − 2e⁻ → Zn²⁺), на железе восстанавливается кислород (O₂ + 2H₂O + 4e⁻ → 4OH⁻)
Почему так
Цинк активнее железа, поэтому в гальванической паре разрушается он и защищает железо как протектор.
Подробнее — в теме «Коррозия металлов и способы защиты от неё».