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Corrosione galvanica

1800
  • Luigi Galvani
  • Alessandro Volta
Esperimento di corrosione galvanica con zinco e rame in soluzione elettrolitica, misurazione delle reazioni elettrochimiche.

(Immagine generata a solo scopo illustrativo)

La corrosione galvanica è un processo elettrochimico in cui un metallo si corrode preferenzialmente quando è in contatto elettrico con un altro in presenza di un elettrolita. Ciò avviene perché i metalli dissimili creano una coppia bimetallica, con il metallo meno nobile (più attivo) che funge da anodo e si corrode, mentre il metallo più nobile funge da catodo.

La forza motrice della corrosione galvanica è la differenza di potenziale di elettrodo tra i due metalli diversi. Quando vengono collegati, formano una cella elettrochimica in cortocircuito. Il metallo con il potenziale di elettrodo più negativo (il metallo meno nobile) diventa l'anodo e subisce ossidazione, rilasciando elettroni e ioni metallici nell'elettrolita. Ad esempio, quando lo zinco è a contatto con l'acciaio in acqua di mare, lo zinco si ossida: [latex]Zn \rightarrow Zn^{2+} + 2e^-[/latex].

Contemporaneamente, il metallo più nobile (con il potenziale più positivo) diventa il catodo, dove avviene una reazione di riduzione. Gli elettroni rilasciati dall'anodo viaggiano attraverso il collegamento metallico fino al catodo. In un elettrolita neutro o acido come l'acqua di mare, la reazione di riduzione è tipicamente la riduzione dell'ossigeno: [latex]O_2 + 2H_2O + 4e^- \rightarrow 4OH^-[/latex].

La velocità di corrosione galvanica è influenzata da diversi fattori, tra cui la differenza di potenziale tra i metalli (una differenza maggiore porta a una corrosione più rapida), il rapporto tra l'area superficiale del catodo e quella dell'anodo (un catodo grande e un anodo piccolo rappresentano lo scenario peggiore, che porta a una rapida corrosione localizzata dell'anodo) e la conduttività dell'elettrolita. La serie galvanica, che classifica metalli e leghe in base alla loro potenziale elettrochimico In un elettrolita specifico (comunemente acqua di mare), è uno strumento fondamentale per gli ingegneri per prevedere e prevenire questo tipo di corrosione selezionando materiali compatibili.

UNESCO Nomenclature: 2203
- Elettrochimica

Tipo

Processo chimico

Interruzione

Fondamento

Utilizzo

Uso diffuso

Precursori

  • La scoperta dell'“elettricità animale” da parte di Luigi Galvani (anni 1780)
  • L'invenzione di Alessandro Volta della pila voltaica (1800)
  • Michael Faraday’s laws of elettrolisi (1834)

Applicazioni

  • anodi sacrificali per la protezione degli scafi delle navi e delle condotte
  • acciaio zincato (zinco rivestimento su acciaio)
  • batterie (il principio fondamentale)
  • comprendere la compatibilità dei materiali nella progettazione ingegneristica

Brevetti:

NA

Idee e potenziali innovazioni

  • self-healing coatings with embedded microcapsules containing sacrificial metal particles
  • smart sensors that monitor galvanic currents in real-time to predict structural failure
  • bio-resorbable galvanic implants for controlled drug delivery
  • energy harvesting devices that generate power from naturally occurring galvanic cells in marine environments
  • 3d-printed multi-metal components with graded junctions to minimize galvanic effects
  • enhanced microbico fuel cells using optimized galvanic couples
  • galvanic-driven water purification systems for remote areas
  • corrosion-resistant alloys designed with minimal potential difference between microstructural phases
Argomenti correlati: corrosione galvanica, coppia bimetallica, elettrochimica, anodo, catodo, elettrolita, serie galvanica, anodo sacrificale.

Contesto storico

Corrosione galvanica

1750
1785
1788
1800
1800
1800
1800
1750
1757
1788
1800
1800
1800
1800
1801

(se la data è sconosciuta o non rilevante, ad esempio "meccanica dei fluidi", viene fornita una stima approssimativa della sua notevole comparsa)

decimo anno anniversario

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