Работа 1

Работа 1. Получение металлов. Электролиз. Коррозия металлов

1. Напишите уравнения реакций: а) получения цинка из оксида цинка путем восстановления углём; б) получения кобальта из оксида кобальта (II) путем восстановления водородом; в) получения титана из хлорида титана (IV) магний термическим способом. Реакцию в разберите как окислительно-восстановительную: обозначьте степени окисления атомов и расставьте коэффициенты, определив их методом электронного баланса.

2. Составьте схемы и уравнения реакций, протекающих при электролизе: а) расплава хлорида калия; б) раствора бромида цинка; в) раствора сульфата железа (II).

3. В чем заключается сущность коррозии металлов? Какие виды коррозии вам известны?

Коррозия – это самопроизвольное разрушение металлов и сплавов в результате химического, электрохимического или физико-химического взаимодействия с окружающей средой.

4. На стальной крышке поставлена медная заклёпка. Что раньше разрушится – крышка или заклёпка? Почему?

Стальная крышка, поскольку она включает в себя железо, а железо более активный металл, чем медь и будет скорее коррозировать. Также железо с медью образуют гальваническую пару, где железо – анод, и разрушается скорее, в медь – катод, остается нетронутым.

1. Напишите уравнения реакций: а) получения железа из оксида железа (III) алюминотермическим способом; б) получения меди из оксида меди (II) путём восстановления углём; в) получения вольфрама из его высшего оксида путем восстановления водородом. Реакцию в разберите как окислительно-восстановительную: обозначьте степени окисления атомов и расставьте коэффициенты, определив их методом электронного баланса.

2. Составьте схемы и уравнения реакций, протекающих при электролизе: а) раствора бромида меди (II); б) раствора иодида натрия; в) раствора нитрата свинца (II).

3. Какие факторы приводят к усилению коррозии металлов?

4. Почему лужённый (покрытый оловом) железный бак на месте повреждения защитного слоя быстро разрушается?

Также железо с оловом образуют гальванический элемент, где железо – анод, и разрушается скорее, а олово – катод, остается нетронутым.

1. Напишите уравнения реакций: а)получения меди из оксида меди (II) путём восстановления водородом; б) получения железа из оксида железа (III) путем восстановления оксидом углерода (II); в) получения ванадия из оксида ванадия (V) кальцийтермическим способом. Реакцию в разберите как окислительно-восстановительную: обозначьте степени окисления атомов и расставьте коэффициенты, определив их методом электронного баланса.

2. Составьте схемы и уравнения реакций, протекающих при электролизе: а) расплава хлорида кальция; б) раствора бромида калия; в) раствора сульфата цинка.

3. Какие факторы способствуют замедлению коррозии металлов?

-Нейтрализация или обескислороживание коррозионных сред, а также применение различного рода ингибиторов коррозии;

-Устранения из металла или сплава примесей, ускоряющих коррозионный процесс (устранение железа из магниевых или алюминиевых сплавов, серы из железных сплавов).

-Исключение неблагоприятных металлических контактов или их изоляция, устранение щелей и зазоров в конструкции, устранение зон застоя влаги.

4. Какие металлы при взаимном контакте в присутствии электролита быстрее разрушаются: а) медь и цинк; б) алюминий и железо? Почему?

Быстрее разрушаться будет более активный металл из данной пары
а) цинк более активный металл, чем медь;
б) алюминий более активный металл, чем железо.

1.Напишите уравнения реакций: а) получения молибдена из его высшего оксида путем восстановления водородом; б) получения хрома из оксида хрома (III) алюминотермическим способом; в) получения никеля из оксида никеля (II) путем восстановления углем. Реакцию в разберите как окислительно-восстановительную: обозначьте степени окисления атомов и расставьте коэффициенты, определив их методом электронного баланса.

2. Составьте схемы и уравнения реакций, протекающих при электролизе: а)раствора хлорида меди (II); б) раствора иодида натрия; в) раствора нитрата никеля (II).

3. Перечислите способы борьбы с коррозией металлов.

4. Почему на оцинкованном баке на месте царапины цинк разрушается, а железо не ржавеет?

Цинк более активный металл, чем железо. Также железо с цинком образуют гальванический элемент, где цинк – анод, и разрушается скорее, а железо – катод, остается нетронутым.

Сохраните или поделитесь с одноклассниками:

Источник:
http://dourokov.ru/10-11-klass/himiya/didakticheskij-material-po-himii-k-uchebniku-radeckij-gorshkova-kruglikova-10-11-klass/7744-rabota-1.-poluchenie-metallov.-elektroliz.-korroziya-metallov.html

Борьба с коррозией: методы защиты металлических конструкций

Металл — это материал, который не имеет аналогов в мире по своим качествам, прочности, долговечности, и, что немаловажно, стоимости. Однако, у него есть один недостаток, который может свести на нет все выгоды от его использования. Беззащитный металл, подверженный воздействию природных осадков, химических реагентов, воды и других катаклизмов часто подвергается коррозии, или как говорят в простонародье, “ржавчине”. Все вы видели старые автомобили, за которыми не ухаживает хозяин — они прогнивают насквозь и иногда страшно подумать, что на этом транспорте еще передвигаются люди. Коррозия проедает металл насквозь, и, если не озаботиться заранее о том, чтобы защитить свое имущество от коррозии, то вы рискуете с ним расстаться намного раньше срока. В статье я расскажу, как защитить металл от ржавчины и продлить срок службы металлического изделия.

Причины возникновения коррозии

Начну статью с пояснения причин возникновения коррозии. Коррозия металла – серьезная проблема, но знание причин поможет не допустить распространения заразы.

  1. Самой распространенной причиной возникновения коррозии металла является электрохимическая – ситуация, когда металл соприкасается с влажной средой. Электрохимическая коррозия зачастую вызвана неправильным хранением или неверной эксплуатацией.
  2. Вторая причина возникновения коррозии – химическая. Химическая коррозия возникает как правило при соприкосновении с сухими газовыми соединениям или солями. Например, когда дорогу посыпают солью зимой, в надежде защитить автомобили от скольжения. В таком случае детали авто покрываются солями натрия и калия, которые в итоге разъедают металл. Она неприятна тем, что ей подвержены абсолютно все металлы.
  3. Ну и последняя причина разрушения металлов – это биологическая. То есть металлы разрушаются под воздействием микроорганизмов, радиоактивных излучений. По-другому биологическая коррозия еще называется биокоррозией.

Как же избежать неприятных последствий коррозии металла? Существует множество способов борьбы с коррозией, но самыми эффективными считаются превентивные меры – когда вы заблаговременно покрываете металл специальными антикоррозийными растворами.

Органические покрытия против коррозии

Наиболее удачно решение по борьбе с коррозией – органические смеси для предотвращения ржавчины. Преимуществами органических покрытий можно назвать простоту нанесения, разнообразие дизайнов, легкость восстановления испорченного покрытия и приемлемая стоимость. Однако, недостатком органических растворов является их неустойчивость к нагреванию. Среди органических антикоррозийных растворов выделяют:

Стоит отметить, что большую роль в успешной антикоррозийной защите играет качество смеси (то есть лака, краски или эмали), которой вы покрываете металл. От ее состава напрямую зависит, сколько прослужит металл. Правильное соотношение краски, смягчителя, катализаторов и других компонентов напрямую влияет на долговечность защиты.

Другими важными факторами являются:

  • качество подготовки поверхности;
  • метод нанесения;
  • толщина покрытия.

Зачастую эффективнее и выгоднее воспользоваться услугами профессионалов, если необходимо защитить дорогостоящее металлическое оборудование. На производстве специалисты обладают возможностями, гарантирующими долгосрочную и качественную защиту металла от ржавчины:

  • химическая обработка металлов;
  • погружение в расплав;
  • напыление;
  • электролитическое осаждение;
  • гуммирование;
  • покрытие смазками и пастами;
  • покрытие смолами и пластмассами.

Неорганические покрытия против коррозии

К неорганическим антикоррозийным покрытиям относятся следующие методы:

  • Оксидирование металла. Этот процесс применяется в современном производстве для защиты металлов от атмосферных факторов. В процессе работы детали погружают в щелочные смеси.
  • Анодирование металла. Применяется в основном для защиты алюминия и алюминий содержащих сплавов путем покрытия их антикоррозийной пленкой.
  • Фосфатирование металла. Применяется для черных и цветных металлов, путем погружения в фосфорно-соляной раствор.

Применение неорганических методов борьбы с ржавчиной, в отличие от покрытия эмалями и лаками, используется в узких областях промышленности.

Подводя итоги, можно сделать определенный вывод. Для бытового использования больше подходит использование органических антикоррозийных покрытий, так как применение неорганических покрытий по большей части невозможно в домашних условиях. Кроме того, хорошее покрытие не может быть дешевым и при принятии решения самостоятельность заниматься мерами по предотвращению коррозии и гниения, стоит понимать, что в таком случае оно не будет таким долговечным, как если вы сделаете это в специально предназначенной мастерской.

Источник:
http://diy.obi.ru/articles/borba-s-korroziei-metodi-zashiti-metallicheskih-konstrykcii-20877/

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Замедление — коррозия — металл

Замедление коррозии металлов при их контакте с металлами, имеющими более отрицательные электродные потенциалы, используют для защиты металлических конструкций с помощью протекторов. [1]

Для замедления коррозии металлов , соприкасающихся с кислотами, используют специальные вещества, которые носят название ингибиторов. Например, небольшая добавка формалина к соляной кислоте предотвращает разрушение многих металлов в ней. [2]

Для замедления коррозии металлов ъ этих средах рекомендуется смесь каптакса ( 0 02 %) и ОП-7 ( 0 1 %), однако эти смеси малоэффективны по отношению к черным металлам в условиях транспортировки и хранения ВК и КНМК. [4]

Читайте также  Правила хранения компакт дисков

При выборе ПАВ для замедления коррозии металла в среде двух несмешивающихся жидкостей, среди которых одна является электролитом, учитывалось то, что коррозия металла в этих условиях определяется в конечном счете воздействием агрессивного электролита, содержащего сероводород. [5]

Известно, что для замедления коррозии металла в агрессивной среде водорастворимыми ингибиторами необходимо поддерживать их концентрацию достаточно высокой. Такая концентрация называется защитной. Следует, однако, учесть, что в поверхностном слое металла для торможения коррозии используется незначительная часть содержащегося в объеме среды ингибитора. Если же снизить защитную концентрацию, скорость десорбции превысит скорость адсорбции, и защита металла от коррозии не будет достигнута. [6]

Таким образом, существующие взгляды на процесс замедления коррозии металлов с помощью ингибирующих добавок в двухфазных системах типа электролит — углеводород свидетельствуют о своеобразии и специфичности их защитного действия в рассматриваемых условиях. Очевидно, изучение этого вопроса нельзя вести в отрыве от тех общепринятых теоретических представлений, которые сложились к настоящему времени о механизме защитного действия ингибиторов коррозии вообще и органических ингибиторов в частности. [7]

Наряду с усилением коррозии в ряде случаев отмечается замедление коррозии металлов в средах, содержащих железобактерии, по сравнению со стерильными средами. Ингибирующее действие бактерий, очевидно, связано с повышением экранирующего эффекта образующейся на металле пленки продуктов коррозии сложного состава. [8]

Вторая форма кремниевой кислоты наиболее эффективна в отношении замедления коррозии металла ; первая форма дает довольно хорошие результаты; третья форма плохо тормозит коррозию, а четвертая форма вообще не дает заметного эффекта. [9]

Патент США, № 4111830, 1978 г. Для замедления коррозии металлов , находящихся в контакте с жидкостью в системе, предлагается обрабатывать эту жидкость, например воду в ядерном реакторе, добавками растворимых в воде ионов ртути и катионов металлов I и II групп. Такие смеси оказывают взаимоусиливающее действие на ингибирование коррозии, которое значительно сильнее действия отдельной компоненты. [10]

Ингибиторы коррозии — вещества, введение которых в относительно небольших кол-вах в агрессивную среду вызывает заметное замедление коррозии металлов и сплавов. При этом используются высокомолекулярные органические ингибиторы, содержащие азот, серу или кислород, растворимые в углеводородах, воде или метаноле. Различают непрерывный ввод раствора И.к. в добываемую или транспортир, среду, а также периодич. [11]

ИНГИБИТОРЫ КОРРОЗИИ — вещество или смесь веществ, введение к-рого в небольших кол-вах в агрессивную среду вызывает заметное замедление коррозии металлов и сплавов. Это обусловлено тем, что ингибирова-ние — замедление процесса коррозии — является одним из наиболее простых и во многих случаях экономически целесообразных и рациональных методов борьбы с внутренней коррозией. Ингибиторная защита не требует сложного аппаратурного оформления, может быть использована как на новом, так и на уже эксплуатируемом оборудовании, позволяет в процессе эксплуатации легко заменять используемый И. Величина замедления зависит от состава среды и ингибитора, вида защищаемого материала, а также целого ряда факторов. Поэтому нельзя создать ингибитор, к-рый был бы достаточно эффективен во всех случаях. Этим объясняется необходимость разработки разл. [12]

Очевидно, металл, защищенный таким маслом, не должен подвергаться коррозии около года, даже в условиях высокой влажности воздуха. Опыт показывает [6], что в эмульсии М / В наблюдается замедление коррозии металла , так как в водной фазе находится ОМЭА, выполняющий роль ингибитора. [13]

Сравнивая кривые на рис. 46 и рис. 47, можно отметить, что защитное действие ПАВ для образцов, контактирующих с двумя несмешивающимИ Ся средами, заметно ниже защитного действия ПАВ для образцов, контактирующих только с водной средой. Это свидетельствует о наличии двух параллельно протекающих в водной среде процессов при замедлении коррозии металла углеводо-родорастворимыми ингибиторами — проникновение молекул ПАВ по поверхности металла и диффузии их через раствор электролита. [15]

Источник:
http://www.ngpedia.ru/id29627p1.html

Какие факторы способствуют замедлению коррозии металлов

КОРРОЗИЯ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ

1. Коррозия (от латинского « corrodere » разъедать) – самопроизвольный окислительно-восстановительный процесс разрушения металлов и сплавов вследствие взаимодействия с окружающей средой.

2. Виды коррозии: химическая и электрохимическая

I . Химическая – коррозия, обусловленная взаимодействием металлов с веществами, содержащимися в окружающей среде, при этом происходит окислительно-восстановительное разрушение металла без возникновения электрического тока в системе.

К химической коррозии относятся:

газовая коррозия — коррозионное разрушение под воздействием газов при высоких температурах;

коррозия в жидкостях-неэлектролитах.

— химическая коррозия, обусловленная взаимодействием металлов с газами.

Основной окислитель – кислород воздуха.

Процессы химической коррозии железа:

2 Fe + O 2 = 2 FeO

3 Fe + 3 O 2 = FeO · Fe 2 O 3 (смешанный оксид железа ( II , III ) )

4 Fe + 3 O 2 + 6 H 2 O = 4 Fe ( OH )3 (на воздухе в присутствии влаги)

Fe ( OH )3 t ° C → H 2 O + FeOOH (ржавчина)

2 Fe + 3 Cl 2 = 2 FeCl 3

Химическая коррозия в жидкостях-неэлектролитах

Жидкости-неэлектролиты — это жидкие среды, которые не являются проводниками электричества. К ним относятся: органические (бензол, фенол, хлороформ, спирты, керосин, нефть, бензин); неорганического происхождения (жидкий бром, расплавленная сера и т.д.). Чистые неэлектролиты не реагируют с металлами, но с добавлением даже незначительного количества примесей процесс взаимодействия резко ускоряется. Например, если нефть будет содержать серу или серосодержащие соединения (сероводород, меркаптаны) процесс химической коррозии ускоряется. Если вдобавок увеличится температура, в жидкости окажется растворенный кислород — химическая коррозия усилится.

Присутствие в жидкостях-неэлектролитах влаги обеспечивает интенсивное протекание коррозии уже по электрохимическому механизму.

Химическая коррозия в жидкостях-неэлектролитах подразделяется на несколько стадий:

— подход окислителя к поверхности металла;

— хемосорбция реагента на поверхности;

— реакция окислителя с металлом (образование оксидной пленки);

— десорбция оксидов с металлом (может отсутствовать);

— диффузия оксидов в неэлектролит (может отсутствовать).

Для защиты конструкций от химической коррозии в жидкостях-неэлектролитах на ее поверхность наносят покрытия, устойчивые в данной среде.

II . Электрохимическая – окислительно-восстановительное разрушение сплавов и металлов, содержащих примеси, с возникновением электрического тока в системе.

АНОД (более активный металл) – разрушается

КАТОД (менее активный металл или примесь неметалла, способного + ē) – восстанавливается среда

Ме 0 – n ē → Me n + (процесс окисления)

кислая среда: 2 H + + 2ē → H 2 (процесс восстановления)

влажный воздух: O 2 + 2 H 2 O + 4ē → 4 OH — (процесс восстановления)

Электрохимическая коррозия железной детали с примесями меди во влажном воздухе.

А: Fe 0 — 2ē → Fe 2+ (Окисление)

К: O 2 + 2 H 2 O + 4ē → 4 OH — (процесс восстановления)

Итог: 2 Fe + O 2 + 2 H 2 O = 2 Fe ( OH )2 (белая ржавчина)

4 Fe ( OH )2 + 2 H 2 O + O 2 = 4 Fe ( OH )3 (бурая ржавчина)

1). Металлические покрытия – анодное (покрытие более активным металлом Zn , Cr ) – оцинкованное железо; катодное (покрытие менее активным металлом Ni , Sn , Ag , Au ) – белая жесть (лужёное железо) – не защищает от разрушения в случае нарушения покрытия.

2). Неметаллические покрытия – органические (лаки, краски, пластмассы, резина — гумирование, битум);

3). Протекторная защита – присоединение пластины из более активного металла ( Al , Zn , Mg ) – защита морских судов.

4). Электрохимическая (катодная) защита – соединение защищаемого изделия с катодом внешнего источника тока, вследствие чего изделие становится катодом. Ток идёт в противоположном направлении.

5). Добавление ингибиторов ( в зависимости от природы металла – NaNO 2, Na 3 PO 4, хромат и бихромат калия, ВМС органические соединения), адсорбируются на поверхности металла и переводят его в пассивное состояние.

Задания и вопросы по теме: «Коррозия металлов и сплавов»

№1. При электрохимической коррозии на поверхности анода протекает процесс

А) Восстановления ионов водорода; Б) Окисления металла;

В) Восстановление молекул кислорода; Г) Окисления молекул водорода.

№2. Почему считают, что рядом со стальной коронкой (Fе) не рекомендуется ставить золотую (Аu)?

№3. Вот история, произошедшая с норвежским грузовым судном «Анатина». Трюмы теплохода, направлявшегося к берегам Японии, были заполнены медным концентратом. Корпус судна сделан был из стали. Внезапно судно дало течь. Объясните, что произошло.

№4. Какой из компонентов загрязненного городского воздуха является наиболее коррозионно-активным по отношению к металлам, особенно при повышенной влажности:
а) N2; б) СО; в) SO2.

№5. Рассмотрите рисунок, ответьте на вопросы:

Обратите внимание! В восстановлении кислорода участвуют ионы Н + . Если концентрация Н + понижается (при повышении рН), восстановление О2 затрудняется. Замечено, что железо, находящееся в контакте с раствором, рН которого выше 9–10, не корродирует.

С усилением коррозии в присутствии солей часто сталкиваются автомобилисты в тех местностях, где в зимнее время для борьбы с гололедицей дороги обильно посыпают солью. Влияние солей объясняется тем, что образуемые ионы создают электролит, необходимый для возникновения замкнутой электрической цепи.

Читайте также  Ароматизируем шкаф: 7 самых простых способов создать неповторимый аромат белья

  • Определить тип коррозии в каждом стакане.
  • В каких стаканах железный гвоздь прокорродировал сильнее, в каких меньше, а в каких коррозии не подвергся? Почему?
  • Объясните, что усиливает коррозию, а что ее замедляет?

№6. Рассмотрите процесс коррозии при соединении медной трубы с гальванизированной (оцинкованной) стальной трубой, если обе трубы находятся в земле.

№7. Почему цинк не используют при изготовлении консервных банок для покрытия им железа? Почему оцинкованное железо идёт на изготовления вёдер, баков?

№8. Как будет протекать процесс коррозии в том случае, если железную водосточную трубу прибить к дому алюминиевыми гвоздями?

№9. При изготовлении луженого железа (белой жести) — железо покрывают оловом, какое это покрытие — А) Анодное; Б) Катодное? Запишите электродные процессы

№10. Знаменитая Кутубская колонна в Индии близ Дели вот уже полторы тысячи лет стоит и не разрушается, несмотря на жаркий и влажный климат. Сделана она из железа, в котором почти нет примесей. Объясните, почему в данном случае статуя не подвергается коррозии

Источник:
http://www.sites.google.com/site/himulacom/zvonok-na-urok/11-klass—cetveertyj-god-obucenia/urok-no36-ponatie-o-korrozii-metallov-sposoby-zasity-ot-korrozii

Урок химии на тему «Коррозия металлов»

38 000 репетиторов из РФ и СНГ

Занятия онлайн и оффлайн

Более 90 дисциплин

Тема: Коррозия металлов. Способы защиты металлов от коррозии. .

изучить сущность процесса коррозии металлов и способы защиты от коррозии; научить использовать приобретённые знания для объяснения явлений окружающей среды;

развивать умения наблюдать, сравнивать, обобщать, делать самостоятельные выводы, работать с учебником; развивать познавательный интерес к предмету, используя межпредметные связи;

I. Организационный момент . Приветствует учеников, проверяет готовность к уроку, желает успеха.

Ученики осмысливают поставленную цель.

II. Проверка домашней работы. С помощью метода «Ромашка Блума» осуществляет проверку домашней работы.

Почему большинство металлов в природе встречаются в виде соединений?

Какие металлы в земной коре встречаются в чистом виде? Почему?

Какие соединения называют минералами?

Какие соединения называют рудами?

Ученики отвечают на разноуровневые вопросы.

III. Актуализация знаний по методу «Кластер»

По характеру разрушения металла различают коррозию сплошную, язвенную и точечную (демонстрация фотографий коррозии металлов).

химическая (газовая) коррозия – происходит в сухих газах, при полном отсутствии влаги.

вос-ль С u 0 – 2 e → Cu 2+ /2/ окисление

ок-ль O 2 0 +4 e →2 O 2- /1/ восстановление

Вывод: кислород оказывает огромное влияние на процесс коррозии, являясь одним из наиболее агрессивных ее факторов.

электрохимическая коррозия – происходит в среде электролита с возникновением электрического тока. Это такая коррозия, в результате которой наряду с химическими процессами (процесс окисления), происходят электрические (перенос электронов от одного участка изделия к другому).

Учитель вспоминает еще раз о разрушении Эйфелевой башни, она ржавеет и разрушается. Это сложный процесс, который включает несколько стадий. Суммарно оно выглядит следующим образом:

4 Fe + 6 H 2 O (влага) + 3 O 2(воздух) → 4 Fe ( OH )3 (учащиеся самостоятельно рассматривают окислительно – восстановительые процессы, делают выводы).

Однако химически чистое железо почти не корродирует. Техническое железо, содержащее различные примеси, например, в чугунах и сталях, ржавеет. Если на контакт двух металлов (железо и медь) попадает раствор электролита, например, соляная кислота, то образуется гальванический элемент, и начинается окислительно-восстановительная реакция. В результате реакции более активный металл (железо) окисляется и переходит в раствор, а ионы водорода восстанавливаются на менее активном металле (меди):

в-ль Fe 0 – 2 e → Fe 2+ (ок-ие)

ок-ль 2H + + 2e → H2 (вос-ие)

Способы защиты металлов от коррозии.

Далее учитель рассказывает о том, что еще в Древнем Египте было замечено, что латунные изделия (сплав меди и цинка) со временем покрываются слоем губчатой меди, а цинк окисляется. В средние века было рассмотрено отбеливание монет из сплава меди с серебром в растворе винного камня, при этом медь растворялась, а на поверхности монеты оставалось серебро.

1.Защитные поверхностные покрытия:

а) металлическое (цинк, олово, никель, свинец)

б) неметаллические (лаки, краски, эмали…)

2.Создание сплавов с антикоррозионными свойствами – легирование

металлов (никель, кобальт, хром, вольфрам…)

3. Введение ингибиторов

4. Протекторная защита

Самостоятельная работа для группы .

Что такое «коррозия»? Какие факторы способствуют замедлению коррозии металлов?

На стальной крышке поставлена медная заклепка. Что разрушится раньше – крышка или заклепка? Почему?

Какие виды коррозии вам известны?

Почему луженный (покрытый оловом) железный бак на месте повреждения защитного слоя быстро разрушается?

Какие факторы, способствуют усилению коррозии?

Какие металлы при взаимном контакте в присутствии электролита быстрее разрушаются Cu или Zn, Al или Fe? Почему?

Перечислите способы борьбы с коррозией?

Почему на оцинкованном баке на месте царапины цинк разрушается, а железо не ржавеет?

IV. Закрепление урока. Работа в парах по методике «Кластер» Что вы поняли по данной теме?

Что такое коррозия?

Под влиянием чего происходит коррозия?

Почему коррозию относят к окислительно — восстановительным реакциям?

Какие факторы влияют на скорость коррозии?

Какие способы защиты от коррозии вы знаете? Какие из них вы использовали в своей повседневной жизни?

Ученики обсуждают между собой, отвечают на вопросы своих одноклассников.

V. Итог урока. Этап рефлексии: Стратегия «Телеграмма»

— Что тебе понравилось на уроке?

— Что не понравилось?

— Насколько трудным был урок?

Кратко написать самое важное, что уяснил с урока с пожеланиями соседу по парте и отправить.

Оценивают работу своих одноклассников, пишут телеграммы.

Источник:
http://infourok.ru/urok-himii-na-temu-korroziya-metallov-1411024.html

Урок по теме «Коррозия металлов»

Разделы: Химия

Образовательные цели: сформировать представление о коррозии металлов как самопроизвольном окислительно-восстановительном процессе, её значении, причинах, механизме и способах защиты; показать влияние на скорость коррозии таких факторов, как природа веществ, температура и присутствие катализатора (ингибитора).

Развивающие: развить умение проведения химического эксперимента с соблюдением правил техники безопасности, строить логические цепочки и выводы из наблюдений, прогнозировать решение некоторых проблем.

Воспитательные: совершенствовать коммуникативные умения в ходе коллективного обсуждения, продолжать формировать убеждения учащихся в необходимости привлечения средств химии к пониманию и описанию процессов, происходящих в окружающем мире.

Оборудование: компьютер, мультимедийный проектор, оборудование и реактивы для лабораторного эксперимента, таблицы: «Коррозия металлов», «Защита металлов от коррозии», презентация к уроку.

Методы и приемы обучения: метод проблемного изложения материала, метод поисковой беседы, исследовательский метод и сопровождение лабораторного проблемного эксперимента.

Тип урока: изучение нового материала.

Ход урока

I. Организационный момент.

II. Объяснение нового материала.

В начале прошлого столетия 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 стали. Когда яхту спустили на воду, оказалось, что она не пригодна к использованию. И ещё до выхода в открытое море была полностью выведена из строя

31 января 1951 года обрушился железный мост в Квебеке (Канада), введенный в эксплуатацию в 1947 году.

В 1964 году рухнуло одно из самых высотных сооружений в мире – 400 метровая антенная мачта в Гренландии.

Разобраться, что произошло нам, поможет стихотворение:

Мы видим мрачную картину,
Вот ржавый гвоздь и ржавая труба,
И даже новую машину
За год буквально съела ржа.
Ползет она как змей ужасный
И вглубь, и вширь, и поперек.
Корабль, краскою блиставший,
С дырой в боку ко дну идет.
Ржавеет все – тросы, лебедка,
Опоры зданий и мостов,
И даже руль подводной лодки
Всегда к ржавлению готов.
И где же выход из проблемы,
И в чем причина бедствий тех?
Найдем ответ мы непременно
Пусть нам сопутствует успех.

Уч-ль: Итак, ребята, какова тема нашего урока?

Уч-ся: Коррозия металлов.

Уч-ль: мы знаем тему урока (слайд №1, приложение 1), давайте теперь сформулируем цели нашего урока, что нам необходимо сегодня изучить.

Уч-ся: Что такое коррозия, её причины, реакции, которые при этом происходят, как бороться с коррозией. (слайд №2, приложение 1)

Уч-ль: чтобы знать, как бороться с врагом надо хорошо изучить его. Обратите внимание на эпиграф к уроку: «Знать – значит победить!» (А.Н. Несмеянов) (Слайд №3, приложение 1)

Слово коррозия происходит от латинского corrodere, что означает разъедать (слайд №4, приложение 1). Хотя коррозию чаще всего связывают с металлами, но ей подвергаются также камни, пластмассы и другие полимерные материалы и дерево. Например, в настоящее время мы являемся свидетелями большого беспокойства людей в связи с тем, что от кислотных дождей катастрофически страдают памятники (здания и скульптуры), выполненные из известняка или мрамора. Таким образом, мы с вами подошли к формулировке понятия «коррозия»

Читайте также  Как сделать кошку из бумаги своими руками: шаблоны для начинающих

Коррозия называют самопроизвольный процесс разрушения материалов и изделий из них под химическим воздействием окружающей среды.

Процессы физического разрушения к коррозии не относят хотя часто они наносят не меньший вред памятникам культуры. Их называют истиранием, износом.

Уч-ль: чем покрывается железный гвоздь при коррозии?

Уч-ся: ржавчиной.

Уч-ль: Ржавлением называется только коррозия железа и его сплавов. Другие металлы коррозируют, но не ржавеют. Хотя коррозируют практически все металлы, но в повседневной жизни человек чаще всего сталкивается с коррозией железа.

Перейдем с вами теперь к классификации коррозии металлов. (слайд № 5, приложение 1)

«По природе агрессивных сред»: воздушная, газовая, морская, почвенная, биологическая.

«По механизму возникновения» (слайд № 7, приложение 1): химическая и электрохимическая.

Рассмотрим подробнее химическую коррозию. (слайд № 8, приложение 1) – запись в тетради.

Химическая коррозия – разрушение металла при взаимодействии его с сухими газами или жидкостями, не проводящими электрический ток (например, нефть).

Ей подвергается арматура печей, детали двигателей внутреннего сгорания и аппаратура химической промышленности. При этом происходит окислительно-восстановительные реакции, в ходе которой металл окисляется, а присутствующий в среде окислитель восстанавливается, электроны переходят от металла к окислителю без возникновения в цепи электрического тока.

Демонстрация. Прокалим медную проволоку на воздухе. Что наблюдаете.

Уч-ся: изменение окраски – появление черного налета, значит произошла химическая реакция.

При взаимодействии меди с кислородом идет реакция:

2Cu + O2 → 2CuO (запись в тетради и на доске)

Cu – 2e Cu 2+ | 2| — востановитель, процесс окисления

O2 + 4e → 2O 2- | 1| — окислитель, процесс восстановления

Некоторые металлы на воздухе покрываются плотной оксидной пленкой, например алюминий, и металл не корродирует. Что не скажешь о железе – ржавчина не прилегает к металлу, рыхлая, и металл может разрушиться весь.Оксидная пленка оксида железа содержит: FeO, Fe2O3, Fe3O4.

Мы рассмотрели с вами химическую коррозию, а теперь рассмотрим электрохимическую.

Электрохимическая коррозия разрушение металла в среде электролита с возникновением электрического тока. (Запись в тетради). (Cлайд №9, приложение 1)

При данном виде коррозии требуется наличие электролита (конденсат, дождевая вода и т.д.), как например при ржавлении железа во влажном воздухе. При электрохимической коррозии возникает электрическая цепь.

4Fe + 3O2(воздух) + 6H2O(влага) → 4Fe(OH)3

Может подвергаться один металл, но и металлы в контакте друг с другом.

Демонстрация: Взаимодействие цинка с разбавленной соляной кислотой. Что происходит?

Уч-ся: Цинк реагирует с кислотой, выделяется газ водород.

Уч-ль: Добавим немного раствора хлорида меди (II). Что наблюдаем?

Уч-ся: На поверхности цинка выделяется медь и водород бурно выделяется.

Zn 0 – 2e → Zn 2+ (запись в тетради)

Zn 0 + 2H + → Zn 2+ + H2 0

В результате возникает гальванический элемент. Замечено, что сверхчистые металлы устойчивы к коррозии.Например, сверхчистое железо намного меньше корродирует, чем обычное железо. (Слайд №10, приложение 1) Знаменитая Кутубская колонна в Индии близ Дели уже полторы тысячи лет стоит и не разрушается, несмотря на жаркий и влажный климат. Сделана она из чистого железа (99,72 %) и весом 6,5 тонн, высотой 7,2 метра и в диаметреот 42 см у основания и до 30 см у верха. Колонна была воздвигнута в честь царя Чандрагупты II . По народному поверью кто прислонится к колонне спиной и сведет за ней руки исполнится заветное желание. Ученые предполагают, что эта колонна изготовлена из метеоритного железа. Мы рассмотрели с вами виды коррозии.

Следующим этапом нашего урока будет рассмотрение факторов, влияющих на коррозию металлов.

Для этого необходимо провести ряд лабораторных орытов. У учащихся на столах карточки с инструкциями по проведению лабораторных опытов и соблюдению правил по технике безопасности.

Проведем лабораторные опыты:

Учащиеся проводят опыты и сравнивают с опытным образцом проведенным несколько дней назад. Результаты обсуждаются и сравниваются с данными со слайда. (слайды № 12-13, приложение 1)

Стакан №1: Железо слабо прокорродировало, в чистой воде коррозия идет медленно, так как это слабый электролит.

Стакан №2: Скорость коррозии выше, чем в первом случае, следовательно хлорид натрия увеличивает скорость коррозии.

Стакан №3: Железный гвоздь в контакте с медной проволокой, опущенный в раствор хлорида натрия сильно прокорродировал.

Стакан №4: в контакте с цинком железо не корродирует.

Стакан №5: железный гвоздь, опущенный в раствор хлорида натрия, к которому добавили гидроксида натрия не корродирует.

Уч-ль: Какой вывод мы можем сделать?

Уч-ся: Скорость коррозии меняется в зависимости от контакта с другими химическими веществами.

Уч-ль: а есть ли способы защиты от коррозии?

Уч-ся: есть.

Уч-ль: зная механизм коррозии и причины её возникновения, человек научился защищать металлы от коррозии. Вспомним с вами эпиграф нашего урока (Знать — значит победить) (слайд №14, приложение 1)

  1. Неметаллическое покрытие (лаки, масла, краски и т.д.). Эти вещества изолируют металл от внешней среды. ( Работа с таблицей методы защиты от коррозии). Например, Эйфелева башня в Париже изготовлена из стали и требует покрытия краской для защиты от коррозии и стала весить вместо 9 тонн стала на 70 тонн больше. (слайд №15, приложение 1)
  2. Металлическое покрытие – некорродирующими металлами (Zn, Cr, Ag, Ni, Sn и т.д.). Кровельное железо покрывают цинком, который охраняет железо от коррозии, хотя цинк и является более активным металлом. Он сам покрыт оксидной пленкой. (слайд №16, приложение 1)
  3. Нержавеющие стали ( введение легирующих металлов: Cr, Ni, Co, Cu и т.д.). Основано на создании сплавов с антикоррозионными свойствами. Введение в сталь 12% хрома получают сталь устойчивую к коррозии. А введением никеля, кобальта и меди — усиливают антикоррозионные свойства, так как повышают склонность сплавов к пассивации (образование на поверхности металла устойчивой оксидной пленки). (слайд №17, приложение 1)
  4. Введение ингибитора. Ингибиторэто вещество, способное в малых количествах замедлять протекание химических процессов или останавливать их. Дамасские мастера для снятия окалины использовали растворы серной кислоты с добавками пивных дрожжей, муки, крахмала. Эти примеси были первыми ингибиторами. В результате растворялись лишь окалина и ржавчина. Посмотрите на табл. «Методы защиты от коррозии» Гвоздь в воде с маслом не корродирует – масло является ингибитором) Ингибиторы широко применяются при очистке от накипи паровых котлов, снятия окалины с обработанных изделий, при хранении и перевозке соляной кислоты в стальной таре.
  5. Протекторная (более активный металл, стоящий левее в ряду электрохимического напряжения металлов) – легко разрушается. Протекторная защита применяется в тех случаях если, когда защищается конструкция (подземный трубопровод, корпус корабля), находящаяся в среде электролита (морская вода, подземные почвенные воды и т.д.). Сущность такой защиты заключается в том, что конструкцию соединяют с протектором – более активным металлом, чем металл защищаемой конструкции. Например, дно корабля защищают кусочками из металла Zn, защищая железное дно от разрушения. В роли протекторов выступают и другие металлы: Mg, Al, Zn и сплавы из них. Мы рассмотрели с вами способы защиты металлов от коррозии.

III. Первичное закрепление материала (слайд №19, приложение 1)

Самостоятельная работа «Коррозия металлов» по вариантам.

Вариант №1

  1. Что такое «коррозия»? Какие факторы способствуют замедлению коррозии металлов?
  2. На стальной крышке поставлена медная заклепка. Что разрушится раньше – крышка или заклепка? Почему?

Вариант №2

  1. Какие виды коррозии вам известны?
  2. Почему луженный( покрытый оловом) железный бак на месте повреждения защитного слоя быстро разрушается?

Вариант №3

  1. Какие факторы, способствуют усилению коррозии?
  2. Какие металлы при взаимном контакте в присутствии электролита быстрее разрушаются Cu или Zn, Al или Fe? Почему?

Вариант №4

  1. Перечислите способы борьбы с коррозией?
  2. Почему на оцинкованном баке, на месте царапины, цинк разрушается, а железо не ржавеет?

IV. Подведение итогов урока

Источник:
http://urok.1sept.ru/%D1%81%D1%82%D0%B0%D1%82%D1%8C%D0%B8/579649/