Информация к размышлению
В начале ХХ в по заказу одного американского миллионера, была построена роскошная яхта «Зов моря». Днище её было обшито сплавом меди и никеля, киль и другие детали были изготовлены из листовой стали, скрепленной медными заклепками.
Когда яхту спустили на воду…
Тема урока: Коррозия металлов
Сущность коррозии:
Причины коррозии:
Факторы, влияющие на коррозию:
Коррозия — самопроизвольное разрушение металлов и сплавов под действием окружающей среды
Ржавление — процесс коррозии железа и его сплавов
Коррозия меди
Коррозия серебра
Коррозия
металлов
по
характеру
разрушения
по
процессам
по виду
коррозион-
ной среды
газовая
сплошная
химическая
атмосферная
местная
электрохимическая
почвенная
жидкостная
Химическая коррозия
2 Fe + O 2 = 2 FeO
4Fe + 3O 2 = 2Fe 2 O 3
8 Fe + 6 NO 2 = 4 Fe 2 O 3 +3 N 2
2 Fe + 2 H 2 S + O 2 = 2 FeS + 2 H 2 O
2 Fe + 3 Cl 2 = 2 FeCl 3
Fe + 2HBr = FeBr 2 + H 2 ↑
Химическая коррозия
происходит при воздействии на металлы сухих газов или жидкостей – неэлектролитов
(бензина, масла).
Последствия:
разрушение турбин, сопел ракетных двигателей, газопроводов
Электрохимическая коррозия
Fe 0 + 2 H + = Fe 2+ + H 2 0
Электрохимическая коррозия
Происходит в растворах электролитов, сопровождается возникновением электрического тока
+ 2+ 0
Fe + 2 H Fe + H 2
+ 0
Катод: 2Н + 2 е - Н 2 ( восстановление )
0 2+
Анод: Fe - 2 е - Fe ( окисление )
Электрохимическая коррозия
А нод(-) К атод(+)
Кислотная среда :
Fe - анод: Fe 0 – 2е - → Fe 2+ (окисление)
С u -катод : 2Н + + 2е - → Н 2 ↑ (восстановление)
Fe 0
Cu 0
-
-
-
-
-
Fe 2+
2Н + + 2е - → Н 2 ↑
Преобладание одного или другого процесса зависит от характера среды: в кислой среде – окислитель ион водорода, в нейтральной – растворенный кислород.
Среда нейтральная или щелочная:
На катоде :
восстановление кислорода ,
растворенного в воде
О 2 + 2Н 2 О + 4е - → 4ОН -,
и образование :
Fe (ОН) 2 Fe (ОН) 3 Fe 2 О 3 • n Н 2 О
4 Fe + 3O 2 + 6H 2 O = 4Fe(OH) 3
Сущность коррозии:
переход металла в ионное состояние :
Me 0 – n е - → Me n +
Причины коррозии:
- активность металла
- агрессивность среды
Факторы, влияющие на коррозию:
1 группа
Луженое железо
( недеформированный образец )
+
раствор H 2 SO 4
Луженое железо
( деформирован
ный образец )
+
раствор H 2 SO 4
Оцинкованное
железо
+
раствор H 2 SO 4
№ 3
№ 1
№ 2
2 группа
Fe/Zn
Fe/Cu
Контроль
Fe
Тема проекта
Влияние продуктов коррозии металлов на развитие водных растений
Изучить влияние продуктов коррозии металлов на развитие водных растений, используя возможности цифровой лаборатории «Архимед»
(насадка рН-метр)
Цель работы
Результаты изменения рН
1 день
№ 1
Контроль
2день
6,79
№ 2 Fe
3 день
6,8
6,78
№ 3 Fe/Cu
№ 4 Fe/Zn
6,9
6,9
6,80
4 день
7
7
6,76
7,041
6,9
7,1
7,338
7,302
7
7,205
Состояние растений
во 2-м, 3-м,4-м стаканах по сравнению с контрольным -изменяется внешний вид растений: они буреют, сильно ослизняются.
Выводы:
- В образцах 2,3,4 – развитие растений нарушается в результате электрохимической коррозии железа
- медь увеличивает скорость электрохимической коррозии.
- Это подтверждают результаты эксперимента, а именно в 3-м стакане изменение значения рН больше по сравнению со 2-м образцом
3 группа
№ 2
№ 1
р-р NaCl + NaOH
р-р NaCl
4 группа
№ 1
№ 2
№ 3
№ 4
CaCl 2
(осушитель воздуха)
масло,
кипяченая дист.вода
сухой воздух, масло, дист.вода
влажный воздух, дист.вода
Факторы влияющие на коррозию:
- химический состав и структура металла
- наличие хлорид, сульфат –ионов
- влажность среды
- концентрация кислорода
Способы защиты металлов от коррозии
Электрохимические методы защиты
Что изображено на рисунках?
Установить причинно-следственные связи:
1. Металлическая кристаллическая решетка
2. Протекторная защита
3. Свойства металлов
4. Защита от коррозии
5. Металлическая связь
6. Добавление ингибиторов
7. Коррозия металлов
8. Неметаллические покрытия
Установить причинно-следственные связи:
1. Металлическая кристаллическая решетка
2. Протекторная защита
3. Свойства металлов
4. Защита от коррозии
5. Металлическая связь
6. Добавление ингибиторов
7. Коррозия металлов
5 1 3 2
6
7 4 8