Vad betyder halvcellsreaktion?
En halvcellsreaktion är antingen en oxidationsreaktion där elektroner går förlorade, eller en reduktionsreaktion där elektroniska fångst. Reaktionerna sker i en elektrokemisk cell där elektronerna går förlorade vid anoden genom oxidation och förbrukas vid katoden där reduktionen sker.
Halvcellsreaktioner är användbara i galvaniska och voltaiska celler i vilka elektronerna strömmar från anoden till katoden genom en elektrolyt för att producera en elektromotorisk kraft (EMF). Oxidationsreducerande halvcellsreaktioner kan även förekomma på metallytor och leda till korrosion.
Kunskaper.se förklarar halvcellsreaktionen
Halvcellsreaktioner inträffar i en elektrokemisk cell och resulterar i ett underskott eller ett överskott av elektroner. Både donatorn och acceptorn måste vara närvarande för att överföringen av elektroner ska kunna ske.
Korrosion anses vara en elektrokemisk reaktion som härrör från de två halvcellsreaktionerna oxidation och reduktion (redox) ). Korrosionsprocessen uppstår som ett resultat av bildandet av voltaiska eller galvaniska celler där metallen fungerar som anod. Metallen oxideras av syre i luften i en serie oxidations-reduktionsreaktioner liknande de i ett batteri. När metallen har oxiderats producerar den fria elektroner och metalljoner. De fria elektronerna reducerar syret i luften för att bilda en hydroxid i en komplementär katodisk reaktion.
Den elektrokemiska korrosionsreaktionen för järn kan delas upp i två halvcellsreaktioner av:
Zn = Zn2+ + 2e– (Oxidation)
2H+ + 2e– = H2 ( Reduktion)
De två halvcellsreaktionerna sker ofta på separata platser på metallen och eftersom metallen är ledande, elektronerna strömmar genom metallen från det anodiska till det katodiska området. Närvaron av vatten eller en tunn film av fukt är allt som krävs för att underlätta jonernas rörelse.
De fyra grundläggande komponenterna som krävs för att elektrokemisk korrosion ska uppstå är:
En katod En ektrolyt för att tillhandahålla en ledande miljö för jonisk rörelseEn elektrisk anslutningHalvcellsreaktioner som resulterar i korrosion kan stoppas genom att ta bort eller inaktivera en eller flera av ovanstående komponenter. Typiska metoder som används inkluderar målning, katodiskt skydd och användning av offeranoder.
