Защита металлов от коррозии. - раздел Химия, Химия Самым Оптимальным Решением Проблемы Защиты Металлов От Коррозии Была Бы Полна...
Самым оптимальным решением проблемы защиты металлов от коррозии была бы полная замена металлов, подверженных коррозии, на коррозионно-устойчивые металлы, сплавы, полимерные материалы. В настоящее время такие материалы применяются выпускаются, но они или дороги, или по своим физико-механическим свойствам не удовлетворяют всем требованиям промышленности. Поэтому, не смотря на широкое применение полимерных материалов, основными конструкционными материалами являются металлы. Методы защиты от коррозии основаны на следующих принципах:
1. Изоляция металла от воздействия внешней агрессивной среды.
Это осуществляется за счет следующих мероприятий:
- покрытия металла поверхностными пассивирующими пленками из его нерастворимых соединений, которые образуются при фосфатировании, оксидировании, азотировании и т.д.;
- создание защитных покрытий из слоев смазки, битумов, красок, эмалей:
- нанесение покрытий из других металлов.
По способу защитного действия и электрохимическим свойствам покрытия металлами делятся на катодные и анодные.
Анодное покрытие – электронный потенциал металл анодного покрытия в данной среде меньше потенциала защищаемого металла. В качестве анодного покрытия для стали используют цинк, кадмий и др. При нарушении целостности покрытия разрушается само покрытие.
Анодные покрытия защищаю главным образом электрохимически, поэтому степень пористости анодного покрытия не играет существенного значения пример растворения цинкового покрытия на железе.
Рис. 1
Если электролит имеет кислую среду (pH<7), то в возникшем гальваническом элементе протекают следующие реакции:
Анод: Zn°-2е→Zn2+
Катод: 2H++2е→H20
Zn0 + 2H+= Zn2++H20
Если pH>=7(например, морская вода), то окислителем является кислород и происходят следующие процессы:
Анод: Zn°-2е→ Zn2+ 2
Катод: О2+2Н2О+4е→4ОН 1
2Zn + О2+2Н2О = 2Zn(OH)2
Анодное покрытие защищает металл до тех пор, пока не будет разрушен практически весь слой цинка.
К катодным покрытиям относятся лужение, меднение, никелирование и др. Рассмотрим случай покрытия железа оловом.
φ0 Sn/Sn2+ = -0.136В
φ0 Fe/Fe2+ = -0.44В
В возникшем гальваническом элементе протекают реакции:
Рис. 2
Анод: Fe°-2е→ Fe2+
Катод: О2+2Н2О+4е→4ОН
2Fe + О2+2Н2О = 2Fe(OH)2
Под действием кислорода и воды далее протекает реакция:
4Fe(OH)2+ О2+2Н2О↔4Fe(OH)3
При катодном покрытии металл предохраняется до тех пор, пока не нарушена сплошность покрытия, а при её нарушении основной металл разрушается более интенсивно, чем без защиты, при этом создаётся благоприятные условия для язвенной коррозии. На практике чаще применяются катодные покрытия, т.к. во многих агрессивных средах они имеют значительно меньшую скорость собственной коррозии, чем анодные покрытия.
2. Создание такой электрохимической системы, в которой защищаемая конструкция станет катодом и на ней будет протекать катодный процесс восстановления деполяризатора. К электрохимическим методам защиты относятся катодная, протекторная, анодная защиты. Последняя в судостроении пока не находит применения. Принцип действия протекторной защиты аналогичен действию анодного покрытия. В качестве протектора-“жертвенного анода”, как его называют в иностранной литературе, используются металлы с более электроотрицательным потенциалом, чем у защищаемого металла, чаще всего: алюминий, магний, цинк и их сплавы. Чем больше разность потенциалов в паре “основной металл-протектор”, тем больше защитный эффект. К борту судна, например, присоединяется протектор и образуется гальваническая пара, в которой катодом является металл корпуса судна.
Катодная защита осуществляется с помощью внешнего источника постоянного тока; эта защита основана на использовании основных законов процесса электролиза: защищаемая деталь подключается к отрицательному полюсу источника тока, становится катодом, анодом служит или растворимый, или нерастворимый электрод. Применение растворимого анода (чугун, сталь и др.) приводит к окислению его. При использовании нерастворимого анода на нем протекает процесс окисления воды:
2Н2О-4е→ О2+4Н+
Для катодной защиты корпуса корабля применение растворимых анодов не эффективно, так как процесс их замены - громоздкая и дорогая операция. Поэтому в судостроении применяются нерастворимые аноды, имеющие титановое основание, платиновую фольгу, и экран из стеклопластика.
3. Снижение агрессивности среды за счет введения ингибиторов, т.е. веществ, замедляющих, тормозящих катодный и анодный процессы.
В качестве ингибиторов коррозии применяются неорганические вещества, тормозящее действие которых, как полагают, связано с окислением" поверхности металла (нитраты, хроматы) или с образованием пленки нерастворимого соединения металла с данным ионом и, возможно, кислородом (фосфаты, гидрофосфаты). Неорганические ингибиторы тормозят преимущественно анодную реакцию.
В качестве ингибиторов широко применяются также органические вещества, содержащие амино-, тио-, карбоксо-гругшы и некоторые другие. Защитное действие органических ингибиторов связано с их адсорбцией на поверхности металла: В результате адсорбции наблюдается торможение анодного и катодного процессов и снижение скорости коррозии. Необходимо отметить, что наиболее эффективны комбинированные методы защиты. Такие методы сочетают в себе одновременное применение различных способов защиты:
-покрытие металлами + окраска;
-окраска + катодная защита;
-окраска + протекторная защита;
-окраска с введением в краситель ингибитора.
Суммарный эффект комбинированной защиты часто выше арифметической суммы эффектов отдельных способов.
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
Защита металлов от коррозии.
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Меры безопасности и правила поведения в лабораториях химии
При проведение опытов в лаборатории «Химия» требуется особая внимательность и тщательность их подготовки и проведения. Прежде всего, необходимо соблюдать следующие правила:
- Входить в лаб
Подготовка химических опытов
- Тщательно ознакомиться с заданием и инструкцией по работе.
- Продумать задание, пока оно не будет полностью понятным. Подумать над тем, какая цель преследуется при проведение данного опы
Проведение химического опыта
- В соответствии с инструкцией по работе наблюдать ход опыта. В случае неясности спрашивать преподавателя!
- Брать из емкостей с химикатами только такую порцию вещества, которая действител
Общие требования к поведению студентов в лаборатории химии
1. В лаборатории химии студенты обязаны проявлять осторожность в движениях, быть внимательными к указаниям преподавателя и лаборанта. Во время работы студенты должны пользоваться по указанию препод
Работа с веществами и растворами
11. Насыпать или наливать вещества можно только над столом или специальным подносом. Для опыта брать только указанное количество вещества.
12. Нельзя ошибочно взятый излишек реактива ссыпа
Обращение с нагревательными приборами, нагревание
21. Зажигать спиртовку (газовую горелку) разрешается только от спички. Запрещается наклоняться над горящей горелкой (спиртовкой).
22. Для нагревания жидкостей разрешается использовать толь
Работы после окончания химических опытов
· Надлежащим образом устраняйте оставшиеся неиспользованными химикаты, а не убирайте их в исходные емкости!
· Сохраняйте продукты реакции надлежащим образом в соответствии с указаниями пре
При ожогах
После оказания первой помощи необходимо на всякий случай обеспечить врачебное обслуживание! Необходимо сообщи
НАПРАВЛЕННОСТЬ ХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ.
Вопрос о самопроизвольном протекании реакции решается расчетным путем на основании уравнения: ΔG=ΔH-T*ΔS где: ΔG-изменение свободной энергии Гиббса кДж/моль; ΔН-изменение э
ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ.
Определение теплового эффекта реакции.
5. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:
1. В чем, по вашему мнению, может быть причина расхождений между результатами ваших измерений и рас
РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ.
1. Соблюдайте осторожность при работе с термометром и с раствором щелочи.
2 В случае попадания щелочи на одежду следует смыть её водой, а затем нейтрализовать раствором уксусной кислоты с
ПОНЯТИЕ О СКОРОСТИ ХИМИЧЕСКОЙ РЕАКЦИИ.
Скоростью химической реакции (υ) называется изменение концентрации реагирующих веществ в единицу времени.
По изменении концентрации одного из веществ, участвующих в реакции можно суди
Влияние концентрации реагирующих веществ.
Пусть молекула вещества А реагирует с молекулой вещества В с образованием продукта реакции АВ в газовой смеси.
А+В=АВ
Для получения АВ из А и В необходимо, чтобы молекулы А и В пр
Влияние температуры на скорость реакции.
Зависимость скорости реакции от температуры выражается правилом Вант - Гоффа: при увеличении температуры на каждые 10°С скорости реакции возрастает в 2-4 раза.
РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ.
1. Соблюдайте осторожность при работе с термометром и с раствором щелочи. 2 В случае попадания щелочи на одежду следует смыть её водой, а затем нейтрализовать раствором уксусной кислоты с массовой
Массовая доля растворенного вещества (w)
Массовая доля растворенного вещества – это отношение массы растворенного вещества (А) к массе раствора, выраженное в процентах:
Молярная концентрация.
Молярная концентрация – это отношение количества вещества v(A) к объему раствора V(р-ра).
С(А)= v (A)/ V(р-ра) (моль/л) (4)
Раствор с молярной концентрацией
ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ И ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ ОПЫТА.
ОПЫТ. Приготовление раствора заданной концентрации из навески твердого вещества и определение плотности раствора.
Работу следует выполнять в следующей последовательности:
1. Получ
РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ.
1. Соблюдайте осторожность при работе с ареометром.
2 Не оставляйте на рабочих местах грязную посуду.
Лабораторная работа № 4.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ.
Окислительно-восстановительная реакция, протекающая в растворе или расплаве электролита у электродов при пропускании постоянного электрического тока, называется электролизом.
Электр
РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ТЕХНИКЕ БЕЗОПАСНОСТИ.
1. Соблюдайте осторожность при работе с ареометром.
2 Не оставляйте на рабочих местах грязную посуду.
Лабораторная работа № 5.
Кор
ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ И ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ ОПЫТА.
Опыт № 1. Коррозия при контакте двух различных металлов.
Положить в стаканчик кусочек цинка и налить 0,01 н раствора серной кислоты. Пойдет ли данная реакция? Дайте пояснения. Опуст
Структурные формулы
Структурные формулы-это порядок расположения атомов в молекуле в одной плоскости, (на самом деле атомы в молекулах располагаются в разных плоскостях). Структурные формулы ок
Химические свойства оксидов
Таблица 1
ОСНОВНЫЕ
КИСЛОТНЫЕ
1.Основные оксиды взаимодействуют с кислотами с образованием соли и воды
CuO+H2SO
Химические свойства оснований
Таблица 2.
Растворимые в воде (щелочи)
Не растворимые в воде
1. Взаимодействуют с кислотами с образованием соли
Химические свойства кислот
1. Водные растворы кислот взаимодействуют с металлами, стоящими в ряду напряжения до водорода, с образованием соли выделения водорода (исключение НNО3):
Zn+2HCl → ZnCl
Методы и оборудование для очистки сточных вод.
Методы очистки сточных вод можно разделить на регенерационные и деструктивные. В регенерационных методах примеси извлекаются из воды без разрушения с целью их дальнейшего использования (утилизации)
Метод ионного обмена.
Для очистки СВ этим методом используют ионообменные смолы (иониты). Органические иониты – это высокомолекулярные соединения, содержащие подвижные ионы, способные обмениваться на ионы пропускаемых ч
Мембранные методы очистки сточных вод.
Эти методы осуществляются с помощью полупроницаемых мембран и основаны на том, что некоторые компоненты системы проходят через мембрану медленнее других или совсем задерживаются ею.
ОБРАТН
Электродиализ.
В этом методе удаление ионов из воды осуществляется под действием электрического поля и при прохождении через анионитовые и катионитовые диафрагмы (рис.2). В электродиализаторе протекает электролиз
Биологическая очистка сточных вод.
Этот метод является наиболее распространенным и относительно недорогим способом очистки СВ от большинства органических примесей. Очистные сооружения стационарного типа применяются для очистки стоко
ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ.
Сточные воды гальванических цехов содержат триоксид хрома (CrO3), концентрация которого в отработанных растворах после хромирования составляет 100 – 250 г/л. Разбавление водой приводит к
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Zn0 + 2H+= Zn2++H20
Анод: Zn°-2е→ Zn2+ 2
О2+2Н2О+4е→4ОН
1 
Катод: 
Новости и инфо для студентов