Nghiên cứu khả năng ức chế ăn mòn kim loại của hợp chất hữu cơ tại Đại học Huế

Nghiên cứu khả năng ức chế ăn mòn kim loại của hợp chất hữu cơ qua phương pháp hóa tính toán và thực nghiệm trong luận án tiến sĩ hóa học.

• Tác giả: Đinh Tuấn
• Người hướng dẫn: PTS. Phạm Cẩm Nam
• Trường học: Đại học Huế
• Chuyên ngành: Hóa lý thuyết và hóa lý
• Đề tài: Khả Năng Ức Chế Ăn Mòn Kim Loại Từ Hợp Chất Hữu Cơ
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2022
• Địa điểm: Huế

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CÁM ƠN
• DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
• DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU
• 1. ĐẶT VẤN ĐỀ
• 2. TỔNG QUAN LÝ THUYẾT
• 2.1. TỔNG QUAN VỀ ĂN MÒN KIM LOẠI
• 2.1.1. Khái niệm về ăn mòn kim loại
• 2.1.2. Tác hại của ăn mòn kim loại
• 2.1.3. Khái quát về thép. Phân loại thép. Thép hợp kim
• 2.1.4. Sự ăn mòn thép cacbon và thép hợp kim. Ăn mòn thép cacbon thấp. Ăn mòn thép hợp kim thấp
• 2.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP CHỐNG ĂN MÒN KIM LOẠI
• 2.2.1. Cách li với môi trường
• 2.2.2. Lựa chọn vật liệu phù hợp
• 2.2.3. Sử dụng chất chống ăn mòn
• 2.2.4. Dùng phương pháp điện hóa
• 2.2.5. Sử dụng chất ức chế ăn mòn kim loại
• 2.2.5.1. Phân loại chất ức chế
• 2.2.5.2. Cơ chế hoạt động của chất ức chế
• 2.2.5.3. Yêu cầu và lựa chọn chất ức chế
• 2.2.5.4. Chất ức chế thân thiện với môi trường
• 2.3. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VỀ KHẢ NĂNG ỨC CHẾ ĂN MÒN KIM LOẠI
• 2.3.1. Nghiên cứu trong nước
• 2.3.2. Tình hình nghiên cứu trên thế giới
• 2.4. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.4.1. Các phương pháp nghiên cứu tính toán lý thuyết
• 2.4.1.1. Tổng quan về phương trình Schrödinger
• 2.4.1.2. Lý thuyết phiếm hàm mật độ (Density Functional Theory - DFT)
• 2.4.1.3. Bộ hàm cơ sở
• 2.4.2. Mô phỏng Monte Carlo và mô phỏng động lực học phân tử
• 2.4.3. Thông số hóa lượng tử áp dụng trong dự đoán khả năng ức chế ăn mòn kim loại của các hợp chất hữu cơ
• 2.4.3.1. Orbital phân tử và năng lượng orbital phân tử
• 2.4.3.2. Độ cứng phân tử (η) và độ mềm phân tử (S)
• 2.4.4. Phần mềm tính toán
• 2.4.4.1. Phần mềm Gaussian 09W
• 2.4.4.2. Phần mềm Gaussview 5
• 2.4.4.3. Phần mềm Materials Studio 7
• 2.4.5. Phương pháp thực nghiệm
• 2.4.5.1. Phương pháp đo đường cong phân cực
• 2.4.5.2. Phương pháp tổng trở
• 2.4.5.3. Phương pháp quan sát
• 3. NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 3.1. NỘI DUNG VÀ ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU
• 3.1.1. Nội dung nghiên cứu
• 3.1.2. Đối tượng nghiên cứu
• 3.2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU TÍNH TOÁN LÝ THUYẾT
• 3.2.1. Phương pháp tính toán lượng tử
• 3.2.2. Mô phỏng Monte Carlo và mô phỏng động lực học phân tử
• 3.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM
• 3.3.1. Vật liệu và hóa chất sử dụng
• 3.3.2. Phương pháp khối lượng
• 3.3.3. Phương pháp đo đường cong phân cực
• 3.3.4. Phương pháp phổ tổng trở
• 3.3.5. Phương pháp quan sát (SEM)
• 4. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
• 4.1. NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG HẤP PHỤ CỦA CÁC HỢP CHẤT CÓ NGUỒN GỐC TỪ VỎ QUẢ MĂNG CỤT VÀ LÁ SA KÊ LÊN BỀ MẶT KIM LOẠI SẮT (Fe)
• 4.1.1. Cấu tạo và thành phần
• 4.1.2. Nghiên cứu khả năng hấp phụ của các các dẫn xuất Altilisin có nguồn gốc từ lá sa kê
• 4.1.2.1. Kết quả tính toán lượng tử
• 4.1.2.2. Kết quả phương pháp mô phỏng Monte Carlo
• 4.1.3. Nghiên cứu khả năng hấp phụ của các dẫn xuất xanthone có nguồn gốc từ vỏ măng cụt
• 4.1.3.1. Kết quả tính toán lượng tử
• 4.1.3.2. Kết quả phương pháp mô phỏng Monte Carlo
• 4.2. NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG ỨC CHẾ ĂN MÒN CỦA MỘT SỐ DẪN XUẤT CỦA THIOPHENE
• 4.2.1. Cấu tạo và thành phần
• 4.2.2. Nghiên cứu khả năng hấp phụ của các dẫn xuất thiophene
• 4.2.2.1. Kết quả tính toán lượng tử
• 4.2.2.2. Kết quả phương pháp mô phỏng Monte Carlo
• 4.3. NGHIÊN CỨU MỐI QUAN HỆ GIỮA CẤU TRÚC VÀ KHẢ NĂNG ỨC CHẾ ĂN MÒN THÉP CỦA CÁC HỢP CHẤT KHÁNG SINH
• 4.3.1. Nghiên cứu lý thuyết về khả năng hấp phụ của CLOX và DICLOX lên bề mặt kim loại sắt
• 4.3.1.1. Kết quả tính toán lượng tử
• 4.3.1.2. Kết quả tính toán mô phỏng MC
• 4.3.2. Thực nghiệm và lý thuyết giữa cấu trúc và khả năng ức chế ăn mòn của AMP và AMO
• 4.3.2.1. Kết quả tính toán lượng tử
• 4.3.2.2. Kết quả mô phỏng Monte Carlo và mô phỏng động lực học phân tử
• 4.3.2.3. Kết quả nghiên cứu thực nghiệm
• 5. KẾT LUẬN CHÍNH
• DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN
• TÀI LIỆU THAM KHẢO
• PHỤ LỤC

Tóm tắt

I. Tổng quan về khả năng ức chế ăn mòn kim loại từ hợp chất hữu cơ

Khả năng ức chế ăn mòn kim loại từ hợp chất hữu cơ đang trở thành một lĩnh vực nghiên cứu quan trọng trong ngành hóa học và vật liệu. Ăn mòn kim loại không chỉ gây thiệt hại về kinh tế mà còn ảnh hưởng đến an toàn trong nhiều lĩnh vực công nghiệp. Việc tìm kiếm các chất ức chế ăn mòn hiệu quả và thân thiện với môi trường là một thách thức lớn. Hợp chất hữu cơ, đặc biệt là các hợp chất có nguồn gốc thiên nhiên, đã cho thấy tiềm năng lớn trong việc giảm thiểu quá trình ăn mòn này.

1.1. Khái niệm về ăn mòn kim loại và tác hại của nó

Ăn mòn kim loại là hiện tượng phá hủy bề mặt kim loại do tác động của môi trường. Tác hại của ăn mòn không chỉ làm giảm tuổi thọ của các cấu kiện mà còn gây ra những rủi ro về an toàn. Các nghiên cứu cho thấy, ăn mòn có thể dẫn đến thiệt hại hàng triệu đô la mỗi năm cho các ngành công nghiệp.

1.2. Tại sao hợp chất hữu cơ lại có khả năng ức chế ăn mòn

Hợp chất hữu cơ có khả năng ức chế ăn mòn nhờ vào khả năng hấp phụ trên bề mặt kim loại. Các hợp chất này thường chứa các dị nguyên tố như O, N, S, giúp tạo ra liên kết với bề mặt kim loại, từ đó làm giảm tốc độ ăn mòn. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng các hợp chất vòng thơm có hiệu quả cao trong việc ức chế ăn mòn.

II. Vấn đề và thách thức trong nghiên cứu khả năng ức chế ăn mòn

Mặc dù có nhiều nghiên cứu về khả năng ức chế ăn mòn từ hợp chất hữu cơ, nhưng vẫn còn nhiều thách thức cần phải vượt qua. Một trong những vấn đề lớn nhất là xác định được các hợp chất có khả năng ức chế tốt nhất và hiểu rõ cơ chế hoạt động của chúng. Ngoài ra, việc phát triển các phương pháp thử nghiệm hiệu quả cũng là một thách thức không nhỏ.

2.1. Khó khăn trong việc xác định chất ức chế hiệu quả

Việc xác định chất ức chế hiệu quả đòi hỏi phải có các phương pháp thử nghiệm chính xác và đáng tin cậy. Nhiều hợp chất có thể có hiệu quả khác nhau tùy thuộc vào điều kiện môi trường, do đó cần có các nghiên cứu sâu hơn để đánh giá chính xác.

2.2. Cơ chế hoạt động của chất ức chế ăn mòn

Cơ chế hoạt động của chất ức chế ăn mòn thường liên quan đến khả năng hấp phụ của chúng trên bề mặt kim loại. Tuy nhiên, cơ chế này có thể phức tạp và phụ thuộc vào nhiều yếu tố như cấu trúc hóa học của chất ức chế và điều kiện môi trường. Nghiên cứu cần tập trung vào việc làm rõ các cơ chế này để tối ưu hóa hiệu quả ức chế.

III. Phương pháp nghiên cứu khả năng ức chế ăn mòn kim loại

Để nghiên cứu khả năng ức chế ăn mòn kim loại từ hợp chất hữu cơ, nhiều phương pháp đã được áp dụng. Các phương pháp này bao gồm cả lý thuyết và thực nghiệm, giúp cung cấp cái nhìn toàn diện về hiệu quả của các chất ức chế.

3.1. Phương pháp hóa tính toán trong nghiên cứu

Phương pháp hóa tính toán, đặc biệt là lý thuyết phiếm hàm mật độ (DFT), đã được sử dụng để dự đoán khả năng hấp phụ của các hợp chất hữu cơ trên bề mặt kim loại. Các kết quả từ mô phỏng này giúp xác định các thông số quan trọng như năng lượng hấp phụ và độ cứng phân tử.

3.2. Phương pháp thực nghiệm để đánh giá hiệu quả ức chế

Các phương pháp thực nghiệm như đo đường cong phân cực và phổ tổng trở được sử dụng để đánh giá hiệu quả ức chế ăn mòn của các hợp chất. Những phương pháp này cung cấp dữ liệu thực tế về khả năng ức chế của các chất trong điều kiện thực tế.

IV. Ứng dụng thực tiễn của hợp chất hữu cơ trong ức chế ăn mòn

Hợp chất hữu cơ không chỉ có khả năng ức chế ăn mòn mà còn có thể được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Việc sử dụng các chất ức chế thân thiện với môi trường đang trở thành xu hướng trong ngành công nghiệp.

4.1. Ứng dụng trong ngành công nghiệp

Các hợp chất hữu cơ được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp để bảo vệ các cấu kiện kim loại khỏi ăn mòn. Việc áp dụng các chất ức chế này không chỉ giúp tiết kiệm chi phí mà còn bảo vệ môi trường.

4.2. Kết quả nghiên cứu và triển vọng tương lai

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng nhiều hợp chất hữu cơ có khả năng ức chế ăn mòn tốt, mở ra triển vọng cho việc phát triển các sản phẩm mới. Các nghiên cứu tiếp theo cần tập trung vào việc tối ưu hóa các hợp chất này để nâng cao hiệu quả ức chế.

V. Kết luận về khả năng ức chế ăn mòn kim loại từ hợp chất hữu cơ

Khả năng ức chế ăn mòn kim loại từ hợp chất hữu cơ là một lĩnh vực nghiên cứu đầy tiềm năng. Việc phát triển các chất ức chế hiệu quả và thân thiện với môi trường không chỉ giúp bảo vệ các cấu kiện kim loại mà còn góp phần vào sự phát triển bền vững.

5.1. Tóm tắt các kết quả nghiên cứu

Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng hợp chất hữu cơ có khả năng ức chế ăn mòn hiệu quả, đặc biệt là các hợp chất có chứa dị nguyên tố. Những kết quả này mở ra hướng đi mới cho việc phát triển các chất ức chế ăn mòn.

5.2. Hướng nghiên cứu trong tương lai

Hướng nghiên cứu trong tương lai cần tập trung vào việc phát triển các hợp chất mới và cải thiện các phương pháp thử nghiệm. Việc kết hợp giữa lý thuyết và thực nghiệm sẽ giúp nâng cao hiệu quả của các chất ức chế ăn mòn.

Trích đoạn nội dung tài liệu

ĐẶT VẤN ĐỀ Ăn mòn kim loại là một trong các nguyên nhân chính gây nên sự hư hỏng các cấu kiện bằng kim loại trong các công trình hay thiết bị, đặc biệt trong các lĩnh vực hay quá trình sản xuất có sử dụng các dung dịch axit, cụ thể như quá trình tẩy gỉ bằng axit, tẩy cặn, hóa chất tẩy rửa, chế biến và sản xuất quặng, axit hóa giếng dầu [80]…. Thép cacbon là một trong những vật liệu được sử dụng phổ biến nhất trong nhiều ngành công nghiệp do dễ chế tạo và giá thành chi phí xây dựng hay chế tạo hợp lý. Trong quá trình sử dụng, thép cacbon sẽ dễ bị ăn mòn khi tương tác với môi trường không khí ẩm hay với dung dịch, đặc biệt dung dịch làm việc là dung dịch axit có nồng độ cao và ở nhiệt độ cao, điều này dẫn đến sự phá hủy vật liệu không thể tránh được do ăn mòn vật liệu dưới các điều kiện cụ thể. Do đó, việc nghiên cứu các biện pháp ngăn chặn sự ăn mòn kim loại là một nhiệm vụ cấp thiết.

Hiện nay, nhiều biện pháp đã được nghiên cứu và áp dụng nhằm giảm thiểu tác động của ăn mòn kim loại. Trong số các biện pháp chống ăn mòn đang được sử dụng, phương pháp sử dụng chất ức chế ăn mòn thân thiện với môi trường là một trong những phương pháp đem lại hiệu quả cao và kinh tế [39, 45, 77, 90, 96, 126]. Việc hạn chế quá trình ăn mòn có thể thông qua biện pháp tăng sự phân cực anốt hoặc catốt, giảm sự di chuyển hoặc khuếch tán của các ion lên bề mặt kim loại, tăng điện trở của bề mặt kim loại…. Trong đề tài luận án này, ức chế ăn mòn bằng các hợp chất hữu cơ là nội dung được đề cập chính trong phương pháp tiếp cận.

Trên nguyên tắc chung, để quá trình ức chế tốt, các hợp chất hữu cơ sử dụng cần phải hấp phụ tốt trên bề mặt kim loại. Thông thường, các hợp chất vòng thơm chứa các dị nguyên tố như O, N, S và P sẽ được quan tâm nghiên cứu do chính các dị tố này là các nguyên tố giàu electron và chúng dễ dàng hấp phụ trên bề mặt kim loại thông qua quá trình tạo liên kết cho nhận electron với các nguyên tử kim loại [17, 35, 52, 100]. Ngoài các dị tố thì vòng thơm cũng là một yếu tố quan trọng đóng góp làm tăng cường vào quá trình hấp phụ, chính hệ thống electron  sẽ làm tăng tương tác tĩnh điện giữa các chất ức chế và bề mặt kim loại [87]. Trên cơ sở phân tích đã nêu, các hợp chất có 1 chứa các dị tố và electron  sẽ là một trong các đối tượng cần được quan tâm khi nghiên cứu các chất ức chế ăn 2 mòn kim loại.

Bên cạnh đó, việc sử dụng các hợp chất có tác động ô nhiễm thấp đến môi trường cũng là một tiêu chí cần được đặt ra khi nghiên cứu các chất ức chế ăn mòn kim loại. Ở các nước có đa dạng sinh học cao như Việt Nam, có thể tìm được nhiều nguồn sản phẩm thiên nhiên có tiềm năng để làm chất ức chế ăn mòn. Đồng thời kết hợp giữa thực nghiệm và hóa học tính toán là một xu hướng hiện đại, thu hút được sự quan tâm lớn của cộng đồng khoa học ở thời điểm hiện tại. Chính vì vậy, nghiên cứu sử dụng các chất thân thiện với môi trường để chống ăn mòn kim loại là hướng tiếp cận mang tính cấp thiết và phù hợp với xu hướng thế giới.

Xuất phát từ thực trạng và nhu cầu trong lĩnh vực nghiên cứu chống ăn mòn kim loại, chúng tôi chọn đề tài “Nghiên cứu khả năng ức chế ăn mòn kim loại của một số hợp chất hữu cơ bằng phương pháp hóa tính toán kết hợp với thực nghiệm”. Nhiệm vụ của luận án - Nghiên cứu khả năng hấp phụ và xác định chất có tiềm năng ức chế ăn mòn hiệu quả của các hợp chất hữu cơ có nguồn gốc thiên nhiên (lá sa kê và vỏ măng cụt) bằng phương pháp hóa lượng tử và mô phỏng động lực học phân tử. - Nghiên cứu lý thuyết sự ảnh hưởng của nhóm thế đến khả năng ức chế ăn mòn của các dẫn xuất thiophene. - Nghiên cứu mối quan hệ giữa cấu trúc và khả năng ức chế ăn mòn thép của các hợp chất kháng sinh (cloxacillin, dicloxacillin, ampicillin, amoxicillin) kết hợp phương pháp lý thuyết và thực nghiệm.

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án Luận án đã thu được một số kết quả mới như sau: - Đã nghiên cứu và đánh giá khả năng hấp phụ của các 3 dẫn xuất altilisin có nguồn gốc từ lá sa kê và 14 hợp chất xanthone có nguồn gốc từ vỏ măng cụt thông qua các thông số lượng tử và mô phỏng động lực học phân tử. Kết quả đã cho thấy rằng hợp chất altilisin H (AH) và tovophyllin A (14) là những chất ức chế ăn mòn tiềm năng. 3 - Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng các hợp chất chứa nhóm đẩy electron (2– thenylthiol (TT), 2–pentylthiophene (PT) và 2–methylthiophene–3–thiol (MTT)) có 4 khả năng ức chế tốt hơn so với các hơp chất chứa nhóm hút electron (2– acetylthiophene (AT) và 2–formylthiophene (FT)). Trật tự về hoạt tính ức chế ăn mòn của các dẫn xuất thiophene được sắp sếp như sau: TT > MTT > PT > AT > FT.

- Đã tính toán các thông số hóa lượng tử đặc trưng cho khả năng tương tác của cloxacillin (CLOX) và dicloxacillin (DICLOX) lên bề mặt kim loại như: EHOMO, ELUMO, chênh lệch năng lượng (ΔEL–H), độ cứng phân tử (η), độ mềm phân tử (S). Ngoài ra, mô phỏng Monte Carlo cũng được thực hiện. Kết quả thu được cho thấy tiềm năng ứng dụng của CLOX và DICLOX làm chất ức chế ăn mòn hiệu quả và thân thiện với môi trường. - Các phương pháp nghiên cứu lý thuyết, gồm phương pháp DFT, phương pháp mô phỏng Monte Carlo (MC) và mô phỏng động lực học phân tử (MD) kết hợp với các phương pháp thực nghiệm (phương pháp tổn hao khối lượng, đường cong phân cực, tổng trở và SEM) được sử dụng để đánh giá mối quan hệ giữa cấu trúc và hiệu quả ức chế ăn mòn kim loại sắt của ampicillin (AMP) và amoxicillin (AMO).

Kết quả cho thấy AMO có hoạt tính ức chế ăn mòn tốt hơn so với AMP, điều này có nghĩa là nhóm OH trong hợp chất AMO đóng góp vai trò quan trọng trong tăng cường hoạt tính chống ăn mòn của hợp chất kháng sinh. TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 1. TỔNG QUAN VỀ ĂN MÒN KIM LOẠI Khái niệm về ăn mòn kim loại “Ăn mòn kim loại là hiện tượng ăn mòn và phá hủy dần dần bề mặt của các vật liệu kim loại hoặc hợp kim dưới tác dụng của các hợp chất hóa học hay các dạng ion của nó có trong môi trường sử dụng cùng với sự tham gia của các yếu tố khác như nhiệt độ, độ ẩm. Khi bị ăn mòn, các đặc tính hóa lý của kim loại dần dần bị thay đổi, như tính bền cơ lý, tính dẫn điện, dẫn nhiệt…[2, 6, 8].

Tổn thất do sự ăn mòn kim loại rất lớn, ảnh hưởng không nhỏ tới nền kinh tế quốc dân. Trong nhiều trường hợp, ăn mòn có thể trở thành những yếu tố ngăn cản sự thành công của các công nghệ mới. Ăn mòn kim loại đã và đang gây ra nhiều hậu quả đối với nền kinh tế của mỗi quốc gia. Sự ăn mòn kim loại đối với kết cấu sắt thép trong các công trình xây dựng hay công trình kiến trúc làm cho các công trình này bị hư hại nghiêm trọng, suy giảm chất lượng đồng thời làm mất đi vẻ mỹ quan.

Trong lĩnh vực giao thông, ăn mòn kim loại còn gây ra nhiều tác động xấu đối với các phương tiện giao thông vận tải như xe cộ, máy bay, tàu thủy… Việc bảo vệ và chống ăn mòn kim loại, hợp kim nhất thiết phải được được tiến hành thường xuyên, đồng bộ cho các công trình xây dựng bằng kim loại nói chung và thép nói riêng khi đã đưa vào sử dụng. Phân loại ăn mòn Ăn mòn kim loại là quá trình tương tác hóa – lý phức tạp, xảy ra với nhiều loại vật liệu kim loại khác nhau trong những môi trường xâm thực đa dạng, luôn thay đổi và thường là không thể kiểm soát được. Có nhiều cách phân loại ăn mòn kim loại: phân loại theo bản chất quá trình ăn mòn, phân loại theo đặc trưng phá hủy bề mặt kim loại, phân loại theo môi trường ăn mòn [67, 134]. Theo bản chất quá trình, ăn mòn thường được chia thành hai loại: 1.

Ăn mòn hóa học Ăn mòn hoá học là sự phá huỷ kim loại hoặc hợp kim do kim loại phản ứng với các chất khí (O2, Cl2…) và hơi nước (h) ở nhiệt độ cao, kim loại chuyển thành 6 ion dương và dịch chuyển vào trong môi trường hoặc kết hợp với các anion có trong 7 môi trường tạo ra sản phẩm là các hợp chất bền [79]. Khi nhiệt độ càng cao thì toC tốc độ ăn mòn càng lớn và trong quá trình không phát sinh dòng điện. 2Fe + 3Cl2 → 2FeCl3 (1.Fe2O3 3Fe + 4H2O(h) → 2Fe3O4+ H2 (1.3) Bản chất của ăn mòn hoá học là quá trình oxi hoá khử, trong đó các electron của kim loại được chuyển trực tiếp đến các chất oxy hóa trong môi trường. Ăn mòn điện hoá Ăn mòn điện hoá là quá trình phá huỷ kim loại tự diễn biến khi kim loại tiếp xúc với dung dịch điện li làm phát sinh dòng điện giữa vùng anốt và vùng catốt.

Bản chất của ăn mòn điện hoá là một quá trình oxi hoá khử xảy ra trên bề mặt giới hạn hai pha: kim loại/dung dịch điện li. Khi đó kim loại bị hoà tan ở vùng anốt kèm theo phản ứng giải phóng H2 hoặc tiêu thụ O2 ở vùng catốt, đồng thời sinh ra dòng điện tạo thành một pin điện khép kín. So với ăn mòn hóa học, ăn mòn điện hóa xảy ra nhanh hơn và không yêu cầu nhiệt độ cao. Do đó, chống ăn mòn kim loại chủ yếu là chống các quá trình ăn mòn điện hóa.

Để ăn mòn điện hóa xảy ra, ba yếu tố cần thiết là: dung dịch điện ly, anốt và catốt. Anốt và catốt chính là hai khu vực có sự chênh lệch thế trên vật liệu, cho phép dòng điện chạy qua. Phản ứng anốt (quá trình oxi hoá): là khu vực mà tại đó kim loại bị ăn mòn hay kim loại bị hòa tan; kim loại chuyển thành ion và tách khỏi bề mặt đi vào dung dịch và để lại electron trên bề mặt kim loại. Điều này làm cho bề mặt kim loại dư điện tích âm.4) Các electron ở vùng anốt được chuyển dần đến vùng catốt.