腐食の可能性
この章では、開放電位(OCP)と腐食電位を紹介する。基準電極の原理と標準水素電極(SHE)の慣習による0 V電位について説明します。
電気化学ポテンシャルは測定可能である。技術的には、2点間の電位差を測定することのみが可能である。2つの金属が電解液(導電性溶液)に浸されている場合、その両方に電圧計を接続すると、電位差が表示されます。
例えば2つの金属をケーブルで接続すると、電子は電位の低い方の金属から高い方の金属に流れます。その結果、2つの金属間の電位差は小さくなる。電気化学的な電位につながるプロセスと電子の流れの間に別の動的平衡が生じ、流れる電流に応じて新たな電位差が生じる。電流の流れが大きいほど、電位差は小さくなる。
開回路電位
このため、通常、開回路電位(OCP)または開回路電圧(OCV)が特に興味深い。回路が開いているため、電流が流れていない電位です。同じ溶液中にある2つの金属間のOCPは、外部から電位を印加することなく可能な最高の電位差です。電流が流れないため、OCPの測定も非侵襲的である。
ほとんどのアプリケーションでは、OCPとその他の電位は、参照電極に対して測定されます。電位は相加的であるため、他の参照電極に対する電位を簡単に計算することができます。絶対的な電位はありませんが、電気化学者は、標準水素電極(SHE)の標準電位を慣例的に0 Vとすることで合意しています。これにより、貴金属の識別が容易になります。
SHEに対して正の標準電位を持つ金属はすべて貴金属である。腐食するためには、酸のプロトンが水素に還元される必要があり、そのためには金属の電位がプロトン還元の電位よりも低く(より陰極的に)なる必要があるからである。
OCPと腐食電位
OCPは腐食電位と同じですか?腐食電位は、外部電流が印加されていないときの試料の電位です。腐食電位とは、外部電流が流れないときの試料の電位です。電流が流れても、試料では酸化と還元の2つの反応が起こります。例えば、酸溶液に接触した鋼鉄サンプルは酸化し(鋼鉄の組成による)、表面でプロトンが還元されます。電圧計と参照電極を接続すると、測定されたOCPは鋼鉄とプロトンの反応の腐食電位となります。
OCPまたは腐食電位を観察することで、腐食プロセスもモニターすることができます。腐食電位が高いことは良いことです。システムは電子を失うよりもむしろ電子を取り込むので、還元が起こりやすい。腐食電位が低下している場合は、試料が酸化し、負の電荷が蓄積していることを意味する。