Лабораторная работа №12 - Лабораторная Работа, раздел Химия, По курсу "Химия" для студентов нехимических специальностей Коррозия Металлов
(Глинка Н.л.,...
КОРРОЗИЯ МЕТАЛЛОВ
(Глинка Н.Л., 2000, 38.5, Коровин Н.В., 2000, глава 10.)
Цель работы: опытным путем изучить процессы химической и электрохимической коррозии металлов; факторы, влияющие на скорость коррозии металлов.
Теоретические сведения
Коррозия – это процесс самопроизвольного разрушения металла под воздействием окружающей среды. В зависимости от механизма протекающих процессов различают химическую и электрохимическую коррозию.
Химическая коррозия происходит под воздействием сухих газов или жидкостей, не проводящих электрический ток.
Электрохимическая коррозия происходит при контакте металлических поверхностей с растворами электролитов и сопровождается возникновением электрического тока.
При соприкосновении металла с электролитом на его поверхности возникает множество микрогальванических пар. При этом анодами являются частицы металла, катодами – загрязнения, примеси и, вообще, участки металла, имеющие более положительное значение электродного потенциала.
В атмосферных условиях роль электролита играет водная пленка, в которой могут быть растворены газы CO2, SO2, H2S, O2. При контакте двух металлов в среде электролита роль анода выполняет более активный металл, который и корродирует. Катодный же процесс зависит от рН среды.
Пример 1. Железо в контакте с медью в кислой среде (рН<7).
Подобные процессы протекают в системах водяного охлаждения тепловозов, где медные трубки холодильников контактируют с чугунными крышками охлаждающих секций. Образуется гальванический элемент, схема и электродные процессы которого представлены следующим образом:
ē
(-) Анод: Fe0 – 2e- Fe2+
(+)Катод: 2 Н+ + 2e- Н2
Fe0 + 2Н+ Fe2+ + Н2
Fe0 + 2НСI FeСI2 + Н2
Железо (анод) разрушается, на катоде выделяется газообразный водород – коррозия с водородной деполяризацией катода.
Пример 2. Железо в контакте с медью в щелочной или нейтральной среде (pH≥7). Схему гальванического элемента и электродные процессы, протекающие в нем, можно представить:
ē
(-)Анод: 2Fe0 -2ē ® 2Fe+2
(+)Катод: О2 + 2Н2О +4ē ® 4ОН-
2Fe + O2 +2H2O = 2Fe(OH)2
4Fe(OH)2 + O2 +2H2O® 4Fe(OH)3 -ржавчина
Железо (анод) разрушается, на катоде восстанавливается кислород, растворенный в воде – коррозия с кислородной деполяризацией катода.
Скорость коррозии тем больше, чем дальше находятся друг от друга в ряду напряжения металлы, из которых образована гальваническая пара.
Коррозию металла можно затормозить пассивацией и изменением потенциала металла, уменьшением концентрации окислителя, изоляцией поверхности металла от окислителя и пр. Все эти способы защиты можно объединить в группы:
1) защитные покрытия металлов;
2) обработка коррозионной среды;
3) электрохимические методы защиты;
4) получение коррозионно-стойких сплавов.
Рассмотрим первые два способа.
Покрытия, применяемые для защиты металлов, подразделяются на металлические, неметаллические и образованные в результате химической или электрохимической обработки поверхности металла.
Металлические покрытия по характеру защитного действия подразделяются на катодные и анодные.
К анодным относятся такие покрытия, в которых металл покрытия имеет более отрицательное значение электродного потенциала, чем защищаемая деталь. Например, железо, покрытое цинком. При катодном покрытии металл покрытия имеет более положительное значение электродного потенциала, чем сама деталь. Например, железо, покрытое медью или оловом (луженое железо). Пока защитный слой не нарушен, принципиального различия между этими покрытиями нет.
При нарушении целостности катодное покрытие перестает защищать основной металл от коррозии, создавая с ним гальваническую пару, усиливает его коррозию. Анодное же покрытие будет само подвергаться разрушению, защищая тем самым основной металл.
Метод обработки коррозионной среды пригоден для случаев, когда защищаемое изделие эксплуатируется в ограниченном объеме жидкости. Например, скорость процессов кислотной коррозии может быть значительно снижена введением в кислоту ингибиторов – веществ, замедляющих коррозию, в количестве 0,1, 0,5%.
Механизм действия ингибиторов заключается в том, что, адсорбируясь на поверхности металла, они подавляют действие коррозионных микропар, препятствуя катодному или анодному процессу или обоим вместе.
Электрохимический метод защиты основан на торможении анодных или катодных реакций за счет изменения потенциала этих реакций. Одним из электрохимических методов является протекторная защита. Сущность его заключается в том, что к защищаемой конструкции присоединяют протектор, то есть металл, имеющий более отрицательный электродный потенциал. В искусственно созданной корррозионной гальванической паре разрушается протектор, то есть анод, а основной металл сохраняется.
Тверь Типография ТГТУ Oacute... Лабораторная работа...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
Лабораторная работа №12
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Тверь. Типография ТГТУ
Ó Тверской государственный
технический университет, 2002
ВВЕДЕНИЕ
Лабораторные работы являются
Общие правила работы в лаборатории
Выполнение лабораторных работ связано с использованием разнообразного оборудования, химических реактивов, химической посуды, которые при неумелом обращении способны нанести травмы и отравления.
Реактивы и правила обращения с реактивами
1. По степени чистоты реактивы делятся на технические (техн.), чистые (ч.), чистые для анализа (ч.д.а.), химически чистые (х.ч.).
2. Необходимые для работы реактивы выставл
Меры предосторожности при работе в лаборатории
1. К проведению опыта следует приступать после внимательного ознакомления с его содержанием и уяснения техники его выполнения.
2. Опыты с ядовитыми и неприятно пахнущими в
Оказание первой помощи
1. При попадании на кожу концентрированных кислотследует тотчас же смыть ее большим количеством воды из крана, а затем обработать пораженный участок 2% -м раствором
Опыт №1. Приготовление раствора заданной концентрации.
Задание: из сухой соли и дистиллированной воды приготовить, согласно варианту (см.табл.) раствор заданной концентрации. Рассчитать массу сухой соли и объем воды, необходимые для приготовлени
Опыт №2.
Задание: Из раствора, полученного в опыте №1 и дистиллированной воды приготовить раствор заданной концентрации (см.таблицу), используя правило «креста». Рассчитать объем раствора и объем вод
Теоретические сведения
Химический процесс, фазовые превращения сопровождаются энергетическими изменениями. Законы взаимного превращения различных видов энергии, а также состояние химического равновесия и
Теоретические сведения.
Понятие «химическое равновесие» применимо только к обратимым реакциям. Химическим равновесием называют такое состояние реагирующей системы, при котором скорость прямой реакции
КОЛЛОИДНЫЕ РАСТВОРЫ
(Глинка Н.Л., 2000, глава 10, Коровин Н.В., 2000, §6.3, §8.7)
Цель работы:знакомство с методами получения коллоидных растворов и их свойствами.
Теоретические сведения.
Электролитами называют вещества, диссоциирующие в растворах или расплавах на ионы. Растворы и расплавы электролитов проводят электрический ток. Распад молекул на ионы называют электролитической дис
Все электролиты делят на сильные и слабые.
Сильные электролиты
Это вещества, которые при растворении в воде практически полностью распадаются на ионы. Как правило, к сильным электролитам относятся вещества с
PO43- + HOH → HPO42- + OH- pH>7 – среда щелочная
Если основание и кислота, образующие соль, являются не только слабыми электролитами, но и малорастворимы или неустойчивы и разлагаются с образованием летучих продуктов, то в этом случае гидролиз со
Опыт №3. Гидролиз солей.
Цель работы: опытным путем изучить реакцию гидролиза солей и смещение равновесия гидролиза.
а) Реакция cреды в растворах различных со
Порядок выполнения работы
1. Заполнить бюретку раствором Трилона Б с концентрацией 0.025 моль-экв/л.
2. Взять пипеткой пробу воды 50 мл и поместить в коническую колбу. Добавить в воду 1 мл аммиачного буферного раст
Лабораторная работа №10
ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ РЕАКЦИИ (ОВР)
(Глинка Н.Л.,2000, 9.1-9.3, Коровин Н.В., 2000, §9.1 )
Цель работы: опытным путем и
Теоретические сведения.
Степень окисления - это условный заряд атома в молекуле, вычисленный в предположении, что молекула состоит из ионов и в целом электронейтральна.
Наиболее электроотр
Теоретические сведения
Под электрохимическими процессами понимаются процессы, сопровождающиеся превращением химической энергии в электрическую и электрической энергии в химическую.
Электрохимические процессы отн
Опыт 1.Качественная реакция на ион Fe2+.
При коррозии металлического железа его атомы теряют электроны и превращаются в ионы двухвалентного железа Fe2+. Присутствие в системе с корродирующим железом ионов Fe2+ опреде
Опыт 3. Зависимость скорости коррозии железа от рН среды.
Выполнение работы В пять пробирок налейте на ½ их объема следующих растворов: в первую - хлорида натрия (рН 7); во вторую - хлорида натрия и две капли 2н раствора NaOH (pH 12);
Теоретические сведения.
Электролиз — это окислительно-восстановительный процесс, протекающий на электродах при прохождении постоянного электрического тока через раствор или расплав электролитов.
Законы электролиза.
Количественные соотношения при электролизе между выделившимся веществом и прошедшим через электролит электричеством выражаются двумя законами Фарадея.
I закон Фарадея.
Опыт №2. Электролиз раствора KI с графитовым анодом.
В электролизер наливают раствор KI, в оба колена добавляют по 2-3 капли фенолфталеина и опускают графитовые электроды, которые подсоединяют к выпрямителю. Опишите свои наблюдения. Как окрашен раств
Опыт №3. Электролиз раствора Na2SO4 с графитовым анодом.
В U- образный сосуд наливают раствор Na2SO4 и добавляют по 2-3 капли раствора лакмуса в оба колена электролизера. Затем опускают электроды и подсоединяют к выпрямителю. Опишит
СВИНЦОВЫЙ АККУМУЛЯТОР
(Глинка Н.Л.,2000, 38.4, Коровин Н.В., 2000, §9.8)
Цель работы:изучение работы свинцового аккумулятора.
Теоретические сведения.
Устройства, в которых электрическая энергия превращается в химическую, а химическая – снова в электрическую, называют аккумуляторами.
Готовый к употреблению свинцовый аккумулятор состоит
Pb, PbO2, PbSO4 │H2SO4 │ PbSO4, PbO2, Pb
Для зарядки (или заряда) аккумулятор подключают к внешнему источнику тока (плюсом к плюсу и минусом к минусу).
Зарядка:
Рb + РbO2 + 2Н2SO4= 2PbSO4 + 2Н2O
Электроны, отдаваемые атомами металлического свинца при окислении, принимаются атомами свинца РbО2 при восстановлении; электроны передаются от одного электрода к другому по внешней цепи
Опыт 3. Качественная реакция на ион Al3+.
Взять полоску фильтровальной бумаги, нанести 2 капли исследуемого раствора, подержать 2-3 минуты над открытой склянкой с концентрированным раствором аммиака (NH3·H2O). Эта реа
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Новости и инфо для студентов