In linea generale i materiali metallici, a contatto con l’ambiente esterno, subiscono dei processi di decadimento, detti di corrosione. I processi di corrosione possono assumere una diversa natura in relazione alle caratteristiche dell’ambiente e si distinguono in:
- corrosione ad umido, se l’ambiente contiene H2O allo stato liquido;
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corrosione a secco, se l’ambiente e' costituito da gas in assenza di condensa;
Per quanto riguarda la corrosione a secco, il meccanismo e' di tipo chimico cioe' legato a componenti termodinamiche e della cinetica chimica
Di gran lunga piu' frequente e' la corrosione in presenza di acqua poiche' questo e' il caso dei materiali semplicemente esposti all’atmosfera. Il meccanismo base della corrosione ad umido e' un processo elettrochimico, ovvero il processo globale di corrosione e' il risultante di due reazioni elettrochimiche complementari. Gli atomi del metallo, per esempio del ferro, a contatto con la condensa danno luogo ad una reazione di tipo anodico in cui il materiale metallico si ossida e libera elettroni:
Fe = Fe2+ + 2e-
Tali elettroni sono consumati dalla reazione catodica nella riduzione delle specie chimiche presenti nell’ambiente: nel caso di soluzione aerata questa reazione e' la somma delle reazioni di dissoluzione del metallo e di riduzione dell’ossigeno:Fe + ½ O2 + H2O = Fe2+ + 2OH -
Nel caso di corrosione del ferro in un ambiente acido deaerato la stessa reazione e' data dalla somma delle reazioni di dissoluzione del metallo e di sviluppo di idrogeno e cioe'
Fe + 2H+ = Fe2+ + H2
E’ evidente che le reazioni anodica e catodica dovranno risultare complementari dal punto di vista del bilancio delle cariche.
Un semplice modello di corrosione ad umido e' rappresentato dalla cella elettrochimica, raffigurata nell'immagine sottostante, in cui avviene una reazione chimica accompagnata dal passaggio di corrente. La barra di ferro a sinistra e' un anodo ed e' soggetta alla corrosione in relazione alla reazione anodica:
Fe0 = Fe2+ + 2e-
La cella e' divisa da una membrana porosa che permette il passaggio degli ioni Fe2+ da sinistra a destra in maniera tale damantenere comunque tra le due parti un dislivello di concentrazione. La barra metallica a destra e' il catodo, questo riceve elettroni per mezzo del circuito esterno, che unisce anodo e catodo, e neutralizza gli ioni tramite la reazione catodica:
Fe2+ + 2e- = Fe0
Questo processo si chiama " electroplating ".
