Задание 284.
Если пластинку из чистого цинка опустить в разбавленную кислоту, то начавшееся выделение водорода вскоре почти прекращается. Однако при прикосновении к цинку медной палочкой на последней начинается бурное выделение водорода. Дайте этому объяснение, составив электронные уравнения анодного и катодного процессов. Напишите уравнения протекающей химической реакции.
Решение:
При опускании пластинки из чистого цинка в раствор разбавленной кислоты, начавшееся выделение водорода вскоре почти прекратится, потому что на пластинке из цинка образуется оксидная плёнка, которая будет препятствовать дальнейшему взаимодействию цинка с разбавленной кислотой. Оксидная плёнка образуется при взаимодействии цинка с кислородом, растворённым в воде по схеме:
Zn + 1/2 O 2 = ZnO
Если прикоснуться к цинковой пластинке медной палочкой, то возникнет гальваническая пара цинк - медь, в которой цинк будет являться анодом, а медь – катодом. Это происходит, потому что стандартный электродный потенциал цинка (-0,763 В) значительно отрицательнее, чем потенциал меди (+0,34 В).
Анодный процесс:
Zn 0 - 2 = Zn 2+
Катодный процесс в кислой среде:
2Н + + 2 = H 2
Образующиеся ионы Zn2+ будут с имеющимися анионами кислоты давать соль, а ионы водорода Н+, деполяризуясь на медной палочке, Zn0 - 2 = Zn2+образуют водород, который в виде пузырьков газа выделяется из раствора. Ионно-молекулярное уравнение реакции будет иметь вид:
Zn + 2H + = Zn 2+ + H 2
Молекулярная форма уравнения реакции:
Zn + 2HCl = ZnCl 2 + H 2
Задание 285.
В чем сущность протекторной защиты металлов от коррозии? Приведите пример протекторной защиты железа в электролите, содержащем растворенный кислород. Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов.
Решение:
Для предотвращения коррозии стальных конструкций применяется протекторная защита: создаётся электрический контакт защищаемой конструкции с протектором – более активным металлом (обычно Zn, Mg, Al или их сплавы). При таком контакте возникает гальваническая пара типа Zn - Fe и коррозии подвергается протектор, а не сама стальная конструкция (трубопровод, корпус корабля и т.п.). Например, корпус корабля защищают протектором – цинковые брусья, которые крепят в нескольких местах днища корабля. Под действием морской воды и кислорода цинк разрушается, а корпус корабля защищается, таким образом, от коррозии. При этом протекают следующие электрохимические процессы:
Анодный процесс:
Zn 0 - 2 = Zn
2+ ;
Катодный процесс:
а) в нейтральной или щелочной среде: 1/2O 2 + H 2 O + 2 = 2OH
- ;
б) в кислой среде: 1/2O 2 + 2H + + 2 = H
2 O
Таким образом, цинк разрушается, окисляясь до ионов Zn2+, которые с гидроксильными ионами образуют нерастворимый гидроксид Zn(OH)2 или в виде ионов Zn2+ уходит в раствор, если реакция среды кислая. Основной металл остаётся неповреждённым.
Задание 286.
Железное изделие покрыли никелем. Какое это покрытие - анодное или катодное? Почему? Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов коррозии этого изделия при нарушении покрытия во влажном воздухе и в хлороводородной (соляной) кислоте. Какие продукты коррозии образуются в первом и во втором случаях?
Решение:
Железо имеет более электроотрицательный стандартный электродный потенциал (-0,44 В), чем никель (-0,24 В), поэтому железо является анодом, никель – катодом.
Анодный процесс – окисление металла: Fe 0 - 2 = Fe 2+
и катодный процесс – восстановление ионов водорода (водородная деполяризация) или молекул кислорода (кислородная деполяризация). Поэтому при коррозии пары Fe - Ni с водородной деполяризацией происходит следующие процессы:
Анодный процесс:
Fe 0 - 2 = Fe
2+
Катодный процесс:
в кислой среде: 2Н + + 2 = Н
2
Продуктом коррозии будет газообразный водород соединение железа с кислотным остатком (соль).
При коррозии пары Fe - Ni в атмосферных условиях на катоде происходит кислородная деполяризация, а на аноде – окисление железа:
Анодный процесс: Fe 0 - 2 = Fe 2+
Катодный процесс:
в нейтральной среде: 1/2O 2 + H 2 O + 2 = 2OH -
Так как ионы Fe 2+ с гидроксид-ионами ОН- образуют нерастворимый гидроксид, то продуктом коррозии будет Fe(OH) 2 . При контакте с кислородом воздуха Fe(OH) 2 быстро окисляется до метагидроксида железа FeO(OH), приобретая характерный для него бурый цвет:
4Fe(OH) 2 + О 2 = 4FeO(OH) + 2Н 2 О
Так как никель имеет более электроположительный стандартный электродный потенциал, чем железо, то данное покрытие является катодным. При повреждении катодного покрытия (или наличия пор) возникает коррозионный элемент, в котором основной материал в поре служит анодом и растворяется, а материал покрытия – катодом, на котором выделяется водород или поглощается кислород. Следовательно, данное катодное покрытие может защищать железо от коррозии лишь при отсутствии пор и повреждений покрытия.
Многие помнят трагедию в августе 2010 года, когда в Чили 33 шахтера были заживо погребены в шахте на глубине 700 метров. За спасательной операцией, которая длилась рекордные 69 дней, благодаря телевидению, пристально следили миллионы людей по всему миру. Эта грандиозная человеческая трагедия со счастливым концом, вдруг, через столько времени, дала новый, совершенно неожиданный информационный повод.
Невольные подземные узники, сами того не ведая, участвовали в своего рода импровизированном эксперименте... по лечению грибковых инфекций стопы.
Дело в том, что с 17-го дня заточения с шахтерами была установлена связь, и они могли получать с поверхности не только продукты, но и медикаменты и гигиенические средства.
В каменном мешке с температурой более 30 градусов и влажностью 85% многие шахтеры стали испытывать проблемы с кожей на ногах. Но противогрибковому крему не удалось облегчить эту проблему. Тогда, на 36 день заточения, им передали носки, изготовленные компанией Cupron Inc. Волокна этих носков были «пропитаны» окисью меди, которая хорошо известна как антибактериальное и противогрибковое средство.
Эффект превзошел все ожидания: многие шахтеры сообщили, что проблемы с кожей полностью решились уже в течение первой недели, после того, как они попробовали надеть эти носки.
Исследователи, принимавшие участие в разработке этих носков, утверждают, что носки могут быть полезны в предотвращении такого заболевания, как «нога атлета» или микоз. Шахтеры – одна из основных групп риска такого рода инфекций. Но носки могут также помочь и полицейским, солдатам, матросам и другим, чьи ноги подвергаются воздействию неблагоприятных условий окружающей среды.
Что касается чилийских шахтеров, то после подъема на поверхность, медики тщательно обследовали каждого участника этой трагедии. У троих шахтеров обнаружили микоз, семеро имели сухую кожу на подошвах ног, двое – грибковые инфекции на коже, трое – зуд и волдыри на руках и ногах, и у одного был грибок ногтя.
Несмотря на это, врачи были крайне удивлены, так как после столь длительного пребывания в экстремальных условиях они ожидали увидеть значительно более тяжелую клиническую картину. В целом же, оказалось, что состояние кожи, особенно на ногах, было на удивление хорошим, несмотря на 69-дневное пребывания в среде, которая способствует росту вредных микробов на коже.
При этом, многие шахтеры также сообщили о значительном сокращении дискомфорта, сухости кожи, раздражений и отшелушивания после ношения носков.
Тем не менее, несмотря на полученные результаты, исследователи не спешат. Предстоят еще длительные испытания чудо-носков и многочисленные наблюдения врачей, прежде чем будет окончательно подтвержден медицинский эффект нового изобретения.
Ингибиторы коррозии используются для замедления образования ржавчины на металлах. Действие замедлителей основано на возможности отдельных химических веществ снижать скорость развития коррозии в металлах или даже вовсе ее угнетать.
Ингибиторы востребованы при защите металлических изделий во время травления и промывания. Данные вещества добавляются в полимерные покрытия, воски, смазки, упаковку, в закрытое пространство, где хранится металл. В результате этих мероприятий увеличиваются защитные возможности покрытий.
При попадании на металл, начинается адсорбция ингибиторов, что снижает скорость ионизации. Процесс ионизации может замедляться как у металла, так и у кислорода, либо в обоих случаях одновременно.
В последнее время налажено производство большого ассортимента различных ингибиторов. Существуют замедлители, предназначенные для отдельных групп металлов (черные или цветные) и вещества универсального применения, которые можно применять во всех случаях.
Обратите внимание! Выбирая тот или иной ингибитор, нужно проконсультироваться со специалистом или внимательно изучить справочники. Дело в том, что одно и то же вещество, по отношению к разным металлам, может как способствовать, так и замедлять развитие коррозийного процесса.
Защита от атмосферной коррозии
Чтобы предохранить металлы от воздействия атмосферной коррозии, применяются ингибиторы контактного типа, а также летучие ингибиторы, которые испаряются и самостоятельно распространяются по металлической поверхности.
Применение летучих ингибиторов связано с высокими требованиями к барьерным материалам:
- материалы должны быть непроницаемы для ингибиторных паров;
- упаковка должна быть герметичной, иначе вещество тут же улетучится.
Существует несколько методов использования ингибиторов для предохранения металлических изделий от атмосферной коррозии:
- ингибитор наносится на поверхность металла из растворов водного типа или же органических растворителей;
- осуществляется процесс сублимации ингибиторов на металлическую поверхность из воздуха, в котором имеется большая концентрация ингибиторных паров;
- на поверхность металла наносится полимерный состав, включающий в себя ингибитор;
- изделие заворачивается в ингибированную бумагу;
- в закрытое пространство направляется пористый носитель с ингибитором.
В последнем случае в качестве носителей выступает «линопон» или «линасиль». Эти адсорбенты, размещенные в замкнутом пространстве, обеспечивают продолжительную сохранность металлов, предохраняют от возникновения коррозии и «бронзовой болезни». Также благодаря адсорбентам появляется возможность сохранности изделий в случае резкого изменения условий окружающей среды.
Мероприятия по консервации с помощью ингибиторов рекомендуется осуществлять при влажности на уровне ниже критической, в условиях чистого воздуха. Не допускается наличие кислых паров в воздухе в помещении (такие пары выделяются во время химической чистки), где проводится консервация.
Адсорбция ингибитора, с образованием мощного защитного слоя, происходит не сразу, а в течение некоторого времени. Продолжительность затраченного времени зависит от характера не только ингибитора, но и обрабатываемого металла. До обработки ингибитором изделия из металла тщательной очищаются от грязи и жира, а потом подвергаются сушке.
Обратите внимание! Перед консервацией металл нельзя трогать голыми руками. Всю работу в дальнейшем нужно делать в резиновых перчатках.
Защита для стальных конструкций
Наиболее популярны водные растворы (в особенности вязкие) нитрита натрия. Этот раствор представляет собой ингибитор контактного типа, наносимый на поверхность изделия (например, системы отопления или другой металлоконструкции).
Добавление в водные растворы нитрита натрия дополнительного компонента, увеличивающего вязкость структуры (оксиэтилцеллюлоза, глицерин, ксилит, крахмал), значительно повышает эффективность вещества. В частности, увеличивается срок гарантированной защиты металла вне зависимости от условий климата. Вязкие составы предохраняют растворы нитрита натрия от засыхания, не позволяют отходить солевым кристалликам от металлической поверхности, а также снижают процент стекания вещества в условиях повышенной влажности.
Чаще всего используется 25% раствор нитрита натрия, - если речь идет об изделиях из стали, и 40% раствор - для защиты чугунных деталей. Металл обрабатывается раствором, разогретым до 65-85 градусов. Возникшие на поверхности кристаллы нитрита натрия в результате конденсирования влаги при хранении (к примеру, при хранении между технологическими операциями), образуют концентрированный раствор ингибиторного вещества.
Именно этот раствор и пассивирует металл. Чтобы нейтрализовать кислые атмосферные компоненты, попадающие на металл с конденсирующей влагой, в раствор нитрита натрия добавляют небольшой процент соды (до 0,6%). Необходимо иметь в виду, что снижения концентрации нитрита натрия до величин, ниже установленного порога, ведет к так называемой местной коррозии. Этот фактор является причиной целесообразности использования при долгосрочном хранении вязких видов растворов.
Среди летучих ингибиторов чаще всего применяется нитрит дициклогексиламин. Данное вещество прекрасно подходит именно для чугуна и стали, но способствует коррозионным процессам в меди и ее сплавах, олове, цинке, свинце, алюминиево-медных сплавах, магнии и кадмии. Летучие защитные вещества не меняют устойчивость к коррозии у алюминия, никеля, хрома, а кроме того, не оказывают влияния на механические характеристики пластика, кожи, резины, красок и лаков.
Данный ингибитор применяется в виде растворов спирта. Для нанесения на каждый квадратный метр 1,5-2,5 граммов вещества берется 8,5% раствор спирта. Сразу после обработки деталь герметично упаковывается или размещается в изолированном пространстве.
Защита меди и ее сплавов, а также серебра
Чтобы предотвратить коррозионные процессы на меди и ее сплавах, а также на серебре, применяется ингибитор контактного типа - бензотриазол. Это вещество входит в контакт с солями 1 и 2-валентной меди, в результате чего возникают полимерные соединения, нерастворимые в водной среде и устойчивые к высоким температурам.
За счет возникновения нерастворимых структур, бензотриазол сдерживает так называемую «бронзовую болезнь». Рекомендуется применение бензотриазола для защиты как уже очищенных объектов, так и для предметов, у которых решено оставить коррозионное покрытие или патину без изменений. Бензотриазол также замедляет потемнение предметов из бронзы, меди и серебра.
После очистки от грязи и жира предметы кладутся в 3% раствор бензотриазола. При этом нужно поддерживать температуру, как минимум 20 градусов. Для обработки крупных предметов раствор нужно разогревать до 50 градусов. Далее металл просушивается и вытирается влажной х/б тканью.
Обратите внимание! Бензотриазол относится к канцерогенным веществам. Поэтому нужно избегать непосредственного попадания раствора на кожные покровы. При работе нужно использовать защитные перчатки, фартук и очки.
К числу содержащих серу ингибиторов относится каптакс. В результате обработки каптаксом медных и бронзовых изделий значительно увеличивается устойчивость металлов к коррозии. Наилучших результатов удается достичь при получасовом погружении, если температура раствора составляет 70-80 градусов. В отдельных случаях каптакс дает больший эффект, в сравнении с бензотриазолом.
В числе ингибиторов неорганического происхождения нужно отметить хроматы. Пассивация хроматами относится к самым недорогим методам защиты меди, ее сплавов и серебра от потемнения. Пассивирование осуществляется с помощью катодного тока или же без его использования. Компоненты электролита и режим обработки поверхности при хроматировании могут значительно отличаться, и это не сказывается на защитных характеристиках образующихся пленок. Металлы держат несколько минут в растворе хромовой кислоты (1 грамм на литр). Появляющаяся пленка имеет высокую устойчивость к влажности, а также к воздействию солевых растворов и сероводороду.
Изделия из серебра подвергаются пассивированию наложением катодного тока. При этом электролит включает до 40 граммов бихромата натрия, 20 граммов едкого натра и 40 граммов карбоната калия. Данные количества распределяются на литр жидкости. Плотность тока составляет 0,1 Ампер на квадратный сантиметр, а время выдержки - 60 секунд. Поддерживается комнатная температура раствора.
Даже обычное окунание серебра в хромовый ангидрид или бихромат натрия дает возможность успешного пассивирования. Однако нужно следить, чтобы в растворах отсутствовали посторонние кислоты. Неплохие результаты можно получить после двойной обработки: вначале катодным методом, а затем - окунанием в раствор ангидрида хрома или бихромата натрия.
Обратите внимание! Бихромат натрия и ангидрид хрома опасны для кожных покровов и органов дыхания. Поэтому работать с этими веществами нужно в резиновых перчатках, респираторе и в помещении с хорошей вентиляцией.
Защита при промывании
Промывание водой, особенно если речь идет о промывке чугуна или стали, может приводить к коррозионным процессам в области очищенной поверхности. При этом на агрессивность коррозии оказывает большое влияние жесткость воды. Чем мягче вода, тем выше степень ее воздействия на развитие коррозионных процессов.
Активность коррозии вызывается не только солями, но и уровнем содержащихся в ней сульфатов и хлоридов. Их уровень в воде природного происхождения может разниться от 50 до 5000 миллиграмм на литр.
Используется такая классификация водной агрессивности:
- слабоагрессивная среда - концентрация сульфатов и хлоридов менее 50 миллиграмм на литр;
- среднеагрессивная среда - концентрация сульфатов и хлоридов от 50 до 150 миллиграмм на литр;
- высокоагрессивная среда - концентрация сульфатов и хлоридов свыше 150 миллиграмм на литр.
Согласно ГОСТа, разрешается использовать воду с содержанием солей в следующих концентрациях:
- сульфаты - до 500 миллиграмм на литр;
- хлориды - до 350 миллиграмм на литр.
Чтобы уменьшить окисление при промывании, используют восстановители, например, гидразин. Восстановители связывают кислород, находящийся в воде. В результате контакта гидразина и кислорода, возникает азот, который без проблем убирается из водной среды и не несет опасности развития коррозии.
Допустимый уровень ингибитора - 1 грамм на литр. Кислород по большей части удаляется из воды в результате ее кипячения.
Защита при очищении от коррозии
Чтобы предохранить металлы от коррозийных процессов в кислых средах, обычно используются ингибиторы. В их числе катапин, уротропин, ПБ-5, ПБ-8.
В ходе процедуры, вслед за удалением коррозии кислотами, происходит адсорбция ингибиторов на очищенной поверхности. Таким образом, избегается или сводится до минимальных показателей растворение металла. Данный фактор имеет особое значение при чистке металлических предметов, представляющих художественную ценность, поскольку слой коррозии на их поверхностях обычно неоднородный как по толщине, так и по составляющим.
Если обнажить поверхность чистого металла, он будет выступать как анод, а оксиды станут катодом. В связи с этим во время очищения значительная доля кислоты уходит на растравливание металла, но не на растворение коррозионных продуктов. Использование ингибиторов в кислотной среде дает возможность избежать растравливания чистого металла и предупредить наводороживание стали или чугуна. В результате удается избежать водородной хрупкости черных металлов.
Защита металлов от коррозии ингибиторами (замедлителями) основана на свойстве некоторых химических соединений при введении их в незначительных концентрациях в коррозионную среду уменьшать скорость коррозионного процесса или полностью его подавлять. Ингибиторы применяются для защиты металлов при промывке, травлении, вводятся в полимерные покрытия, у которых при этом повышаются защитные свойства, в воски, смазки, в упаковочную бумагу, в замкнутое пространство витрин и шкафов для хранения экспонатов из металла и пр. Механизм защиты ингибиторами в общем случае заключается в том, что они, попадая на поверхность металла, адсорбируются ею и тормозят скорость ионизации металла или кислорода или одновременно того и другого. Различают ингибиторы для черных металлов, для цветных и ингибиторы универсального действия, т.е. такие, которые способны защищать одновременно как черные, так и цветные металлы. За последние годы достигнуты значительные успехи в научной разработке проблемы защиты металлов от коррозии ингибиторами и налажен промышленный их выпуск. При реставрации изделий из металлов с успехом используются ингибиторы, разработанные для различных отраслей техники.
Защита ингибиторами от атмосферной коррозии.
Для защиты металлов от атмосферной коррозии используют контактные ингибиторы, которые наносят на поверхность изделия, и летучие, которые способны испаряться (давление паров таких соединений составляет 10-2 - 10-7 мм рт.ст.) и самостоятельно попадать на поверхность металла. При использовании летучих ингибиторов предъявляются повышенные требования к барьерным материалам: они не должны по возможности пропускать пары ингибиторов, а упаковка должна быть, естественно, целой, в противном случае ингибитор быстро улетучится из замкнутого пространства. В настоящее время разработано несколько способов применения ингибиторов для защиты изделий из металлов от атмосферной коррозии.
1) Нанесение ингибитора на поверхность предмета из водных растворов или органических растворителей.
2) Сублимация ингибиторов на поверхность изделия из воздуха, насыщенного парами ингибитора.
3) Нанесение на поверхность предмета полимерной пленки, содержащей ингибитор коррозии.
4) Упаковка изделия в ингнбированную бумагу.
5) Внесение в замкнутое пространство пористого носителя ("линасиль", "линопон") с ингибитором. Помещение таких ингибитированных адсорбентов в замкнутое пространство вместе с изделиями из металлов позволяет длительно сохранять их внешний вид, предупреждать появление коррозии и "бронзовой болезни" в витринах и в фондах музеев, а также обеспечивать сохранность предметов при перемещении из одних условий в другие.
Консервацию ингибиторами лучше проводить при влажности ниже критической и в чистой атмосфере, чтобы в воздухе помещения, где проводится обработка, не было кислых паров, выделяющихся, например, при химической очистке экспонатов из металлов. Процесс адсорбции ингибитора требует для создания прочного защитного слоя определенного времени, продолжительность которого зависит от природы не только ингибитора, но и металла. Металлические предметы перед нанесением ингибитора должны быть тщательно очищены от загрязнений, обезжирены и высушены. Подготовленные к консервации предметы нельзя брать голыми руками. Все последующие операции необходимо выполнять в перчатках.
Защита черных металлов .
Наибольшее распространение нашли водные и особенно вязкие растворы нитрита натрия. Это контактный ингибитор, который наносят на поверхность предмета. Введение в водные растворы нитрита натрия, вещества, повышающего вязкость (глицерин, крахмал, ксилит, оксиэтилцеллюлозу), в сильной степени повышает эффективность и удлиняет сроки защиты при хранении изделий в любых климатических условиях, так как предотвращает высыхание раствора нитрита натрия и осыпание кристалликов соли с поверхности металла и уменьшает стекание раствора из-за разжижения при повышенной влажности.
Обычно применяют 25%-ный раствор нитрита натрия для защиты стальных изделий и 40%-ный - для защиты чугунных. Предметы обрабатывают горячим раствором (температура 65-85°С). Образующиеся на поверхности металла кристаллы нитрита натрия при конденсации влаги в процессе хранения (например, межоперационного хранения) создают на поверхности металла концентрированный раствор ингибитора, который и пассивирует сталь. Для нейтрализации кислых компонентов атмосферы, которые могут вместе с конденсирующейся влагой попасть на поверхность, в раствор нитрита натрия вводят 0,3-0,6% соды. Однако уменьшение концентрации нитрита натрия ниже критического значения может привести к местной коррозии. Поэтому для длительного хранения целесообразнее применять вязкий раствор ингибитора.
Из летучих ингибиторов, используемых для защиты черных металлов, наибольшее распространение получил нитрит дициклогексиламин (в СССР - НДА, в США - VPI-260). Этот ингибитор, являясь одним из лучших ингибиторов для стали и чугуна, может стимулировать коррозию меди и медных сплавов, цинка, олова, свинца, магния, кадмия, сплавов алюминия с медью. НДА не изменяет коррозионной стойкости никеля, хрома, алюминия, их припоев, в том случае, когда в его составе нет меди, а также не влияет на стойкость и механические свойства многих пластмасс, резин, кожи, прокладочного материала, лакокрасочных материалов. Этот ингибитор можно наносить на поверхность в виде спиртовых растворов. Так, чтобы на поверхности металла осталось 1,5-2,5 г/м2 ингибитора, используют 4-8,5%-ный спиртовой раствор. После нанесения ингибитора предмет должен быть тщательно упакован или помещен в замкнутое пространство.
Защита меди, медных сплавов и серебра.
Для защиты от коррозии предметов из меди, медных сплавов и серебра музейными реставрационными лабораториями всего мира, используется контактный ингибитор бензотриазол. Бензотриазол (БТА) C 6 H 5 N 3 peaгирует с солями одновалентной и двухвалентной меди и образует полимерные соединения, которые не растворяются в воде и устойчивы при температуре до 200°С. Благодаря образованию новых нерастворимых соединений бензотриазол задерживает также развитие «бронзовой болезни». Зарубежные реставраторы рекомендуют защищать бензотриазолом как очищенные археологические предметы, так и предметы, на которых сохранен коррозионный слой или благородная патина. Потемнение отполированных бронзовых, медных и серебрянных музейных предметов (посуда, осветительные приборы) также может быть замедлено обработкой бензотриазолом. Как опыт показывает, что бензотриазол защищает музейные предметы из цветных металлов и очищенные археологические предметы. Металл, на котором активный коррозионный процесс уже начался, или предметы, с которых коррозионные продукты удалены не полностью, бензотриазолом не защищаются.
Очищенные от загрязнения и обезжиренные предметы погружаются в 3% водный раствор БТА на 6 часов. Температура раствора должна быть не менее 20°С. Затем предметы высушивают и протирают мягкой хлопчатобумажной тканью, смоченной в дистиллированной воде для удаления излишков бензотриазола. Дальше консервация может проводиться обычными способами. Музейные крупные предметы обрабатываются нагретым до 50°С 3% раствором смачиванием. Такая обработка проводится несколько раз с промежуточной сушкой при комнатной температуре.
При работе с бензотриазолом надо помнить, что он канцерогенен, поэтому необходимо исключать прямое попадание его на кожу и всю работу с ним проводить в перчатках.
К серудержащим ингибиторам, применяемым для защиты медных сплавов и серебра, относится 2-меркаптобензотиазол (МБТ), известный в промышленности как "каптакс". Обработка меди и бронзы 3% спиртовым раствором МБТ позволяет резко повысить коррозионную стойкость металла. Лучше результаты получаются при погружении предмета в раствор с температурой 60- 80 градусов С на 30 мин. В некоторых случаях МБТ оказывается эффектнеенее бензотриазола.
Среди неорганических ингибиторов, применяющихся для защиты цветных металлов, ведущее место принадлежит хроматам. Хроматная пассивация является одним из наиболее экономичных способов защиты от потускнения меди и серебра, а также сплавов на их основе. Пассивирование проводят как с наложением катодного тока, так и без него. Состав электролита и режим работы при хроматировании могут колебаться в широких пределах без ухудшения защитных свойств получаемых пленок. Медь и медные сплавы выдерживают в течение нескольких минут в растворе содержащем. I г/л хромовой кислоты. Образующаяся при этом пленка обладает высоким сопротивлением к воздействию влаги, сероводорода, солевых растворов.
Серебряные изделия надежно пассивируют при наложении катодного тока в электролите, содержащем 20-40 г/л бихроматй натрия 20 г/л - едкого натра и 40 г/л карбоната калия, плотность тока 0,1 а/см2, время выдержки - 40-60 сек., температура раствора - комнатная. Простое погружение в чистый раствор хромового ангидрида или бихромата без применения тока также позволяет запассивировать серебро. Эти растворы должны быть свободны от посторонних кислот. Хорошие результаты получает при двойной обработке: сначала катодной, а затем ополаскиванием в чистом растворе хромового ангидрида или бихромата.
Хроматы и бихроматы вредно действуют на кожу, пары их разъедают дыхательные пути. Поэтому необходимо работать в резиновых перчатках и под тягой.
Защита ингибиторами при промывке.
При промывке водой в особенности предметов из черных металлов может происходить коррозионное разрушение поверхности очищенного предмета. Причём агресивность сильно зависит от жесткости воды. Мягкая вода отличается повышенной агрессивностью по сравнению с жесткой водой. Коррозионная активность воды определяется не солями, влияющими на жесткость воды, но и содержанием хлоридов и сульфатов. Их концентрация в природных водах может колебаться в весьма широких пределах от 50 до 5000 мг/л. Существует следующая классификация агрессивности воды: при содержании сульфат - и хлорид-ионов меньше 50 мг/л среда является слабо агрессивной, при 50-150 мг/л-средне агрессивной, 150 мг/л и выше - сильно агрессивной. (ГОСТ допускает в воде источников централизованного водоснабжения солей до 500 мг/л по сульфат-иону и 350 мг/л по хлор-иону).
Замедлению окисления при промывке способствует связывание растворённого в воде кислорода восстановителем, например, гидразином. Конечным продуктом взаимодействия гидразина с кислородом является азот, который легко удаляется из воды и не является коррозионно-активным. Концентрация ингибитора 1 г/л. Кислород частично удаляется из воды кипячением.
Защита ингибиторами при очистке от коррозии.
Для защиты предметов от коррозии в кислых растворах применяют чаще всего ингибиторы. После удаления с помощью кислот с поверхности металла продуктов коррозии ингибиторы адсорбируются на чистой поверхности и предотвращают или сводят до минимума растворение металла. Это очень важно при очистке металла различных художественных предметов, на поверхности которых неоднородный по составу и толщине коррозионный слой.
При обнажении поверхности чистого железа оно становится анодом, а оксиды - катодом. Поэтому при очистке в кислоте большая часть ее расходуется на растравливание металла, а не на растворение продуктов коррозии. Применение ингибиторов кислотной коррозии позволяет предупредить растравливание обнаженного металла и предотвратить наводораживание черных металлов, которое приводит к водородной хрупкости. При кислотной очистке используются ингибиторы ПБ-5 и ПБ-8 (продукты конденсации уротропина и анилина); катапин, уротропин, каптал гидроксиламин.
