Основы химии
Методическое пособие - Химия
Другие методички по предмету Химия
? деполяризацией. Продуктом коррозии в этом случае будет являться гидроксид металла Ме(ОН)n который при обезвоживании может перейти в оксид MexOy;
3) если Е (Меn+/Me) < Е (Н+ /Н2), то в зависимости от рН среды может происходить коррозия и с кислородной, и с водородной деполяризацией. При коррозии с водородной деполяризацией наиболее вероятными продуктами являются Н2 и соответствующая соль MexAny.
Защита металлов от коррозии
Снизить скорость коррозии металлов в агрессивных средах можно несколькими способами, например, изменив потенциал металла, снизив концентрацию окислителя и др. Выбор способа защиты металла определяется его стоимостью и эффективностью воздействия.
Все методы защиты условно делят на несколько групп.
Рассмотрим наиболее важные из них.
. Легирование: в металл вводят компоненты (металлы или неметаллы), вызывающие его пассивацию. Пассивация - это состояние повышенной коррозионной устойчивости, вызванное кинетическим торможением анодного процесса. Достигается за счет образования на поверхности металла защитных пленок.
. Защитные покрытия: поверхность металла изолируется от агрессивной среды при помощи материалов, устойчивых к коррозии в данных условиях. Защитные покрытия Могут быть как металлическими, так и неметаллическими (лак, краски, пластмассы и пр.), при этом покрытие должно быть сплошным и плотно прилегающим к изделию. Нарушение целостности металлического покрытия может привести или к сохранению основного металла, или к его усиленной коррозии, т.к. при контакте металлов с различной активностью в электропроводящей среде начнет работать гальванический элемент.
. Протекторная защита: к защищаемому металлу присоединяют другой металл, имеющий более отрицательное значение потенциала (протектор). Создастся гальванический элемент, в котором протектор (анод) разрушается, а на катоде (защищаемый металл) происходит восстановление окислителя.
. Обработка окружающей среды: в агрессивную среду вводят специальные вещества, замедляющие коррозию - ингибиторы. Действие ингибитора заключается в том, что он адсорбируется на поверхности металла и пассивирует его. Для защиты черных металлов применяют нитрит дициклогексиламмония (НДА), карбонат дициклогексиламмония (КЦА). смесь мочевины или уротропина с нитритом натрия (УНИ); для защиты сплавов черных металлов в контакте с цветными - соли нитро- и динитробензойной кислот с аминами.
Вещества, усиливающие коррозию, называются активаторами. Так, например, сильнодействующим активатором является ион хлора, поэтому коррозия в морской воде идет значительно быстрее, чем в пресной.
3. Экспериментальная часть
Приборы и реактивы: микрогальванометр; графитовые электроды; наждачная бумага; фильтровальная бумага; металлы: Fe,
А1, Сu, Zn, Sn, Mg; растворы: 5-процснтный KCl, 2н H2SO4, 1 M CuSO4, уротропин, гексацианоферрат (III) калия.
Порядок выполнения работы
Опыт 1. Обнаружение микрогальванических пар на поверхности металла
Три металлические пластинки (железную, алюминиевую, магниевую) тщательно зачистить наждачной бумагой, промыть водой и высушить между полосками фильтровальной бумаги. На поверхность всех пластинок нанести пипеткой в нескольких местах по одной капле 5-процентного раствора хлорида калия. По очереди, прикасаясь к поверхности каждой пластинки в месте нанесения капли угольными наконечниками, которые соединены со стрелочным гальванометром, можно обнаружить электрический ток.
Объяснить проведенные опыты. Указать и мотивировать характер изменения коррозионной способности металла с уменьшением примесей в нем.
Опыт 2. Влияние образования гальванических пар па течение химических процессов
В маленький стаканчик внести 1 см3 2н серной кислоты и полоску чистого цинка. Наблюдается ли выделение водорода?
Коснуться медной проволокой полоски цинка. Как изменяется интенсивность выделения Н2 и на каком металле он выделяется? Отсоединить медную проволоку от цинка и убедиться, что интенсивность выделения Н2 снова изменяется.
Объяснить наблюдаемые явления, учитывая, что цинк и медь образуют гальваническую пару. Записать схему образовавшегося гальванического элемента и электрохимические процессы, происходящие при его работе.
Опыт 3. Коррозия оцинкованного и луженого железа
В две пробирки налить на 1/2 их объема дистиллированной воды и добавить по 1-2 см3 2н серной кислоты и 2 - 4 капли K3[Fe(CN)6]. Гексацианоферрат (III) калия используется для обнаружения в растворе ионов Fe2+, с которыми дает интенсивно синий осадок (турнбулевая синь). Две железные проволоки очистить наждачной бумагой. Одной проволокой плотно обмотать кусочек цинка, другой - олова. Опустить металлы в приготовленные растворы и наблюдать изменение окраски. Объяснить наблюдаемый эффект. Записать схемы образовавшихся гальванических элементов и электрохимические процессы, происходящие при их работе. Записать уравнение качественной реакции обнаружения в растворе ионов Fe2+.
Опыт 4. Активирующее действие ионов хлора
Поместить в две пробирки по куску алюминиевой проволоки и прилить (1/2 объема) раствор сульфата меди, подкисленный серной кислотой. В одну из пробирок добавить несколько капель раствора хлорида калия. В какой из них реакция протекает более интенсивно? Почему? Записать схему образовавшегося гальванического элемента и электрохимические процессы, происходящие при его работе.
Опыт 5. Ингибиторы коррозии
В две пробирки налить по 2 -