Eaux volcaniques
Corps inox
Tiges- bronze, fer, aluminium
Chlorure de sodium (1g /l), sulfate de cuivre penthahydraté (2g/l)
En milieu aqueux, les métaux et alliages industriels ne sont pas thermodynamiquement stables et vont se dégrader tout en modifiant le milieu.
Les réactions électrochimiques de base dans ces eaux à caractère volcanique incluent
des réactions d’oxydation qui diffèrent d’un métal à l’autre. Pour l’aluminium Al → Al³⁺ + 3e⁻ ; pour le fer, deux réactions sont possibles : Fe → Fe³⁺ + 3e⁻ ou Fe → Fe²⁺ + 2e⁻ ; pour l’acier inoxydable qui est un alliage de fer avec au moins 12% de chrome, les réactions d’oxydation du fer sont possibles ainsi que celle du chrome : Cr → Cr³⁺ + 3e⁻ (dans nos conditions) ; et pour le bronze qui est alliage de cuivre et d’étain : Cu → Cu⁺ + e⁻ ou Cu → Cu²⁺ + 2e⁻ , et Sn → Sn²⁺ + 2e⁻ ou Sn → Sn⁴⁺ + 4e⁻ . Les cations métalliques ainsi produits peuvent soit former une couche d’oxyde qui limitera plus ou moins la corrosion du métal de base : c’est le cas du chrome dont l’oxyde Cr₂O₃ forme le film passif qui protège l’acier inoxydable, soit réagir avec les anions présents pour former des hydroxydes, des chlorures ou des sulfates qui précipitent dans la solution.
(i) une réaction de réduction qui utilise les électrons e⁻ produits ci-dessus : en début d’exposition c’est la réduction de l’oxygène selon la réaction O₂ + 2H₂0 + 4e⁻ → 4OH⁻ , et lorsque l’oxygène dissous dans la solution initiale sera consommé, ce sera la réduction de l’eau selon la réaction 4H₂0 + 4e⁻ → 4OH⁻ + H₂
C’est donc un système totale en évolution, que ce soit côté matériaux métalliques ou côté solution. De plus, certains alliages, s’ils sont bien couplés électriquement avec les autres, vont se corroder plus rapidement tout en protégeant les autres matériaux métalliques : l’aluminium puis le fer se corroderont plus vite tout en limitant la dégradation de l’acier inoxydable et du bronze… Dans les eaux volcaniques, l’évolution chimique inclura la précipitation des sulfates et des chlorures, ainsi que l’alcalinisation de la solution liée à la réaction cathodique.