대부분의 부식은 전기화학적 반응에 의한 부식으로써, 전기화학적 반응이란 전자의 이동이 포함된 화학반응이라고
정의한다. 이와 같은 전기화학적 반응에 의한 부식이 일어나기 위해서는 다음 4가지 조건이 만족되어야 한다.
1) 양극(Anode)
2) 음극(Cathode)
3) 전류경로(Electronic path) 혹은 금속경로(Metallic path)
4) 이온경로(Ionic path) 혹은 전해질(Electrolyte)
이상의 조건으로 구성된 조합을 부식전지라고 부른다.
이 부식전지는 음극 - 전류경로 - 양극 - 이온경로를 따라 전류의 흐름이 생기며, 전류의 흐름에 따라
양극에서 부식이 일어난다.
1. 양극반응
양극반응은 다른 말로 산화반응이라고도 부르며 금속이 금속이온과 전자로
나누어지는 반응이며
식(1-1)과 같다.
식 (1-1) 과 같이 양극반응은 양으로 대전된 금속 원자가 양극을 떠나 전해질로 들어가며 전자의
흐름은 전기적인 경로를 따라 양극에서 음극으로 흐른다.
2. 음극반응
음극반응은 다른말로 환원반응이라고도 부르며 양극에서 전류경로를 따라 이동해온 전자가 전해질 내의 양이온
등과 반응하는 것을 이르며 아래와 같은 반응이 있다.
(1) 산소 환원반응 (산성 전해질)
(2) 산소 환원반응 (중성 및 알칼리성 전해질)
(3) 수소 환원 반응
(4) 금속이온 환원반응
(5) 금속 환원반응
(그림 1-1), (그림 1-2), 및 (그림 1-3)은 각각
양극반응, 음극반응 및 부식전지를 나타낸 것이다.
(그림 1-3)과 같은 수용액 내의 철의 경우 양극과 음극의 전위차에 의해 양극과 음극 사이의 전류경로를
따라 양극에서 음극으로 전자가 이동한다. 이때 양극에서는 전자를 방출하고 나서 양으도 대전된 철 원자가
남아 전해액 내의 수산화기(OH-)와 결합하여 수산화 제1철(Fe(OH)₂)을 형성한 후 결국은 녹(Fe₂(OH)₃)으로 진행한다.
한편 음극에서는 양극으로부터 도착한 잉여 전자들이 양으로 대전된 수소이온과 결합하여 수소가스 (H₂)
를 발생시키고 이 과정에서 분극막을 형성한다.
부식전지 내에서의 전류의 흐름 및 부식 발생 장소는 다음과 같다.
(1) 전류경로에서 전류는 음극에서 양극으로 흐른다.
(2) 이온경로에서 전류는 양극에서 음극으로 흐른다.
(3) 전류가 전해질로 유출되는 부분에서 부식이 발생한다.
(4) 전해질로부터 전류가 유입되는 부분은 부식하지 않는다.
(알루미늄과 납의 경우 유입 전류가 과다하면 부식한다.)
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