IL DIAGRAMMA DI POURBAIX PER L'ALLUMINIO

L'alluminio è un metallo molto reattivo con una forte affinità all’ossigeno. Il metallo è resistente a svariati tipi di atmosfera e ad una grande varietà di agenti chimici. Questa resistenza è dovuta al carattere protettivo ed inerte dello strato di ossido di alluminio che forma un film sulla superficie del metallo. Pertanto nella maggior parte dei casi, la velocità di corrosione per l’alluminio decresce rapidamente. Solo in pochi casi (es.: soda caustica) la velocità è approssimata da una retta. Una velocità di corrosone crescente nell’alluminio è incontrata molto raramente (ambienti acquosi ad alta temperatura e pressione). La resistenza alla corrosione dell’alluminio, dovuta al film di ossido protettivo, è data da uno strato compatto di ca. 10 Anstrom. La resistenza dell’ossido può essere modificata dalla presenza di impurità o di elementi in lega. L’applicazione dei principi termodinamici allo studio dei processi di corrosione, trova una pratica generalizzazione attraverso la consultazione dei Diagrammi Potenziale/pH o di Pourbaix: Figura 1 In tali diagrammi si riportano, in funzione di Erev e del pH, le rette , o le famiglie di rette, che corrispondono alle condizioni di equilibrio tra le varie specie termodinamicamente possibili in seguito all’interazione tra un metallo ed una soluzione acquosa (metallo, suoi ioni, suoi ossidi idrati). Tra tali equilibri, quelli che implicano l’ossidazione diretta del metallo (da M a Mn+) con formazione di ne- (elettroni) dipenderanno dal potenziale, mentre gli equilibri che sviluppano ioni H+ dipenderanno dal pH e dal prodotto di solubilità degli ossidi. Per quanto riguarda l’alluminio tale studio viene riportato in figura 1. Questo diagramma indica le circostanze teoriche nelle quali l’alluminio dovrebbe mostrare corrosione (formando Al3+ a bassi valori di pH e AlO2- ad alti valori di pH), passività grazie all’idrargillite (formazione di Al2O3?3H2O vicino ai valori neutri del pH) ed immunità (per potenziali molto negativi). La natura dell’ossido varia con la temperatura e sotto ai 75°C, la boemite (Al2O3?H2O) è una forma stabile. Bisogna osservare che i diagrammi di Pourbaix presentano alcuni limiti importanti tra i quali il fatto di non considerare eventuali impurezze. Inoltre non esistono diagrammi di Pourbaix per le leghe, in quanto il loro studio diviene eccessivamente complesso. I valori di pH nel diagramma variano in [-2, 16]. Si è infatti in condizioni lontane dall’equilibrio dove non si ha più una soluzione acquosa ideale e pertanto si estende la scala dei valori del pH.