Corrosione galvanica: reazioni, potenziale di riduzione

La corrosione galvanica si verifica quando metalli diversi  hanno un contatto fisico o elettrico in presenza di un elettrolita.

Reazioni

Ciascuno ione metallico ha un suo potenziale normale di riduzione relativo alla semireazione:
Meⁿ⁺ + n e^– ⇄ Me
che indica la tendenza di uno ione metallico ad acquistare elettroni. Ad esempio lo ione cadmio si riduce secondo la semireazione:
Cd²⁺ + 2 e^– ⇄ Cd
e il suo potenziale di riduzione relativo alla semireazione è pari a – 0.40 V, mentre lo ione rame che si riduce secondo la semireazione:
Cu²⁺ + 2 e^– ⇄ Cu
con un potenziale di riduzione di + 0.34 V.

Potenziali di riduzione

Dal confronto dei valori di tali potenziali si comprende che lo ione rame tende ad acquistare elettroni mentre lo ione cadmio tende a cederli. Si può quindi costruire una serie galvanica in cui i vari metalli sono posizionati sulla base della loro tendenza a corrodersi e quindi a perdere elettroni e diventare ioni positivi.

Come si può vedere dalla figura alcuni metalli come l’oro e l’argento non tendono a corrodersi. Infatti con essi sono realizzati gioielli che non tendono ad alterarsi anche se si trovano  a contatto con la pelle. Tuttavia, tali metalli hanno prezzi proibitivi  e non possono trovare utilizzo nella fabbricazione di pezzi metallici usati per gli scopi più svariati.

Altri metalli, viceversa,  quali il magnesio e lo zinco si mostrano particolarmente reattivi e hanno un’alta tendenza alla corrosione; essi non possono essere pertanto impiegati nella fabbricazione di pezzi metallici  ma quali metalli sacrificali.

Pertanto i metalli usati nelle tubazioni, reattori ecc. si trovano, di norma, a metà della serie galvanica. La distanza di due metalli nella serie galvanica influenza la probabilità di corrosione galvanica quando due metalli si trovano a contatto l’uno con l’altro.

Se, ad esempio, un tubo in acciaio si trova in contatto con l’alluminio vi è un basso rischio di corrosione in quanto acciaio e alluminio si trovano vicini nella serie galvanica mentre se un raccordo in acciaio inox viene utilizzato su un tubo di ferro allora la probabilità di corrosione è alta.

Quando avviene la corrosione galvanica il metallo più attivo funge da anodo mentre quello più nobile funge da catodo: tra loro si crea una differenza di potenziale ovvero gli elettroni migrano dal metallo a potenziale minore (meno nobile) che fa da anodo e si ossida, al metallo a potenziale maggiore (più nobile) che fa da catodo inerte ovvero non si ossida né si riduce mentre l’ossidante è l’ossigeno presente nell’acqua.

Mettendo quindi a contatto un metallo più nobile con un altro meno nobile si verifica l’ossidazione del metallo meno nobile e tale ossidazione sarà localizzata nella zona di contatto tra i due metalli.