Теория:
Коррозия — разрушение металлов и сплавов под действием веществ, содержащихся в окружающей среде.
Чаще всего коррозии подвергаются изделия из железа и его сплавов (стали и чугуна), поверхность которых постепенно покрывается ржавчиной. 
Рис. \(1\). Ржавчина
Процесс ржавления железа во влажном воздухе или в воде можно выразить уравнением:
Состав ржавчины переменный, часто его записывают так: .
Другим примером коррозии может служить образование патины (зелёного налёта) на поверхности предметов, изготовленных из меди или её сплавов (бронзы, латуни и др.).
Рис. \(2\). Патина
Медь реагирует с водой, кислородом и углекислым газом. При этом образуется основной карбонат:
У металлов разная устойчивость к действию окружающей среды. Наиболее подвержены коррозии щелочные и щёлочноземельные металлы (натрий, калий, кальций и т. д.). На воздухе эти металлы очень быстро превращаются в соединения, поэтому хранятся под слоем керосина. Практически не подвергаются коррозии платина и золото.
Скорость коррозии зависит от состава металла или сплава, от состава среды и от температуры. Повышение температуры ускоряет коррозию так же, как и все химические реакции.
Коррозия ускоряется, если металл неоднородный или соприкасается с менее активным металлом. Коррозия замедляется, если металл содержит легирующие добавки и контактирует с более активным металлом. Замедляет коррозию также введение в среду ингибиторов.
Коррозия может происходить при контакте металла с сухими газами (кислородом, галогенами, сернистым газом, углекислым газом) или растворами неэлектролитов. Такую коррозию называют химической. Коррозию могут вызывать также растворы электролитов. В этом случае говорят об электрохимической коррозии.
Химическая коррозия
При химической коррозии поверхность металла контактирует с молекулами вещества-окислителя и происходит окислительно-восстановительная реакция.
Наиболее распространена химическая коррозия с участием кислорода воздуха, приводящая к образованию оксидов:
При контакте металла с воздухом его поверхность покрывается слоем оксида. В некоторых случаях происходит пассивация металла — образуется сплошная оксидная плёнка, которая выполняет защитную функцию. Сквозь неё молекулы кислорода больше не проникают к поверхности металла, и дальнейшее окисление не может происходить. Такие плёнки возникают на поверхности алюминия, никеля, цинка, хрома, титана и других металлов. Эти металлы устойчивы к коррозии.
Рис. \(3\). Пассивация поверхности хрома
С другими металлами дела обстоят иначе. Их оксидная плёнка рыхлая, и она не защищает поверхность от дальнейшего разрушения. Например, если кусок кальция оставить на воздухе, то его поверхность быстро покрывается белым налётом продуктов коррозии.
Химическая коррозия происходит в химических реакторах, в трубопроводах, двигателях внутреннего сгорания, при термической обработке металлов, т. е. там, где металл соприкасается с агрессивными веществами. Примеры химической коррозии:
Электрохимическая коррозия
Электрохимической коррозией называются процессы с участием растворов электролитов, которые протекают с возникновением электрического тока.
Такая коррозия происходит в воде, содержащей растворённые вещества-электролиты.
Причиной электрохимической коррозии служит наличие контакта двух разных металлов (или металла и неметалла, обладающего свойствами проводника). Электрохимическая коррозия возникает также в металлах, содержащих примеси электропроводных веществ.
Более активный металл выполняет роль анода. На нём происходит окисление металла и образование катионов (растворение):
Катодом является менее активный металл. На нём происходит восстановление ионов водорода или кислорода. Роль окислителя в нейтральной и щелочной среде выполняет вода или кислород:
В кислой среде окислителем являются катионы водорода:
Рассмотрим процессы электрохимической коррозии, возникающие при контакте железа с металлами разной активности.
Пример \(1\). Контакт железа и меди.
Рис. \(4\). Коррозия при контакте меди и железа
Железо легче отдаёт электроны, чем медь. Оно окисляется, его ионы переходят в раствор: На железе возникает избыток электронов, и они перемещаются к меди. Возникает электрический ток.
В кислой среде на поверхности меди восстанавливается водород:
Продукт коррозии железа в этом случае — соль железа.
В нейтральной или щелочной среде на поверхности меди идут процессы восстановления воды или растворённого в ней кислорода:
Продукты коррозии в этом случае — гидроксиды железа:
Коррозии подвергается более активный металл железо.
Пример \(2\). Контакт железа и цинка.
Рис. \(5\). Коррозия при контакте железа и цинка
В этом случае окисляется более активный цинк:
Продукты коррозии — соль цинка (в кислой среде) или гидроксид цинка (в нейтральной и слабощелочной среде).
Коррозии подвергается более активный металл цинк.
Источники:
Рис. 1. Ржавчина, https://www.shutterstock.com/ru/image-photo/close-on-corroded-steel-pipe-corrosion-729799126. Дата обращения: 08.02.2023.
Рис. 2. Патина, https://www.shutterstock.com/ru/image-photo/vintage-metal-crypt-door-that-green-1466991548. Дата обращения: 08.02.2023.
Рис. 3. Пассивация поверхности хрома. © ЯКласс.
Рис. 4. Коррозия при контакте меди и железа. © ЯКласс.
Рис. 5. Коррозия при контакте железа и цинка. © ЯКласс.