Előadás a "fémek korróziója" témában. Fémkorrózió
- Meg kell találnunk, mi a fémkorrózió?
- Milyen típusú korrózió létezik?
- Hogyan működik ez a folyamat?
- Mi a korrózió szerepe az emberi társadalom életében, és miért tanulmányozzuk?
- Milyen védekezési módszerek léteznek ellene?
- Korrózió koncepció
- A korrózió típusai
- A korróziós folyamat kémiája
- Korróziós érték
- A korrózió elleni védelem módszerei
Korrózió
a latin „corrosio” szóból származik,
ami azt jelenti, hogy korrodál, rombol.
- Az acél és öntöttvas termékek felületén megjelenő rozsda az ragyogó példa korrózió.
- A rozsdásodás csak a vas és ötvözeteinek korróziójára utal. Más fémek korrodálnak, de nem rozsdásodnak.
- A fémek korróziója a fémek és a belőlük készült termékek spontán tönkremenetelének folyamata környezet.
A korrózió osztályozása
A pusztulás jellege szerint:
1. folyamatos korrózió, amely egyenletesen oszlik el a fém vagy ötvözet teljes felületén (például vasötvözetek rozsdásodási folyamata a levegőben vagy erős savakkal való kölcsönhatása).
2. helyi (helyi) korrózió, amely egyes területekre terjed ki:
- foltok;
- fekélyes;
- folt
- végtől-végig;
- kémiai korrózió;
- elektrokémiai korrózió.
Kémiai korrózió fémek
Ez a fémek pusztulása a környezeti anyagokkal való közvetlen kémiai kölcsönhatásuk eredményeként.
A kémiai korrózió legelterjedtebb fajtája a gázkorrózió, amely száraz gázokban, nedvesség teljes hiányában lép fel. A környezetben lévő gáz halmazállapotú anyag reakcióba lép a fémtermék felületén lévő fémmel és vegyületeket képez vele.
2Fe+3SO 2 +3O 2 → Fe 2 (ÍGY 4 ) 3
2Fe+3Cl 2 →2 FeCL 3
1. számú tapasztalat. Különféle elektrolitok hatása a fémek korróziós sebességére (pH-tól függően).
- 1. számú kémcső -3 ml NaCl, pH=7
- 2. számú kémcső – 3 ml NaCl + 2 csepp NaOH, pH=12
- kémcső No. 3 - ker. víz + 2 csepp H 2 SO 4, pH=2
- 4. számú kémcső - desztillált víz, pH=7
- 5. számú kémcső - csapvíz, a pH-t univerzális indikátorpapírral határozták meg.
Adjon 2 csepp vörösvérsó-oldatot, K 3, minden kémcsőbe, és mártsa bele mindegyik vasszögbe.
Az oldat összetétele
A festés sorrendje
H2O vízellátás.
Az elektrokémiai korrózió a fémek pusztulását jelenti, amely megjelenéssel jár
elektromos áram.
Elektrokémiai korrózióhoz
(a korrózió leggyakoribb formája)
mindig szükség van elektrolitra (kondenzáció, esővíz stb.),
amellyel az elektródák érintkezésbe kerülnek -
vagy az anyagszerkezet különböző elemei, vagy két különböző érintkező anyag, eltérő redoxpotenciállal.
Korrozív elem képződik.
Ez nem más, mint egy zárt galvánelem. Az aktívabb fém lassan oldódik fel benne,
a második elektróda egy párban általában nem korrodálódik.
2. számú tapasztalat. A cink kémiai és elektrokémiai korróziója.
A galvánpárok képződésének hatása a cink korróziós sebességére.
- Öntsön 3 ml 2 N sósavoldatot két kémcsőbe, és adjon hozzá egy-egy cinkgranulátumot. Figyelje meg a gázok felszabadulását a kémcsövekben. Írja fel a lezajló reakció kémiai és elektronikus egyenleteit!
- Helyezzen be egy rézhuzalt az egyik kémcsőbe anélkül, hogy megérintené a cinkdarabot.
A réz reagál savval?
- Engedje le a rézhuzalt, amíg hozzá nem ér a cinkgranulátumhoz
Mi történik? Figyelje meg a hidrogén felszabadulását a réz felületéről és a reakció sebességét az első kémcsőhöz képest. Mi ebben az esetben az anód és a katód?
Készítsen elektronikus egyenleteket elektródos folyamatokhoz.
Tekintsük egy ónzárványt tartalmazó vasminta elektrokémiai korrózióját. A vas aktívabb fém. Elektrolittal érintkezve a vasatomok egy része oxidálódik és oldatba megy:
Fe 0 -2е= Fe 2+ (anód) megsemmisül.
Savas környezetben. A hidrogénionok redukálódnak az ónon (katódon):
2Н + + 2е- = Н 2
Fe 0 +2H+ → Fe 2+ +H 2
Lúgos és semleges környezetben. A vízben oldott oxigén ónon redukálódik (katód)
O2 +2H2O+4e→4OH-;
vasionok Fe 2+ reakcióba lép hidroxid anionokkal
Fe 2+ +2OH - → Fe(OH) 2.
4Fe(OH) 2 + O 2 + 2H 2 O = 4 Fe(OH) 3
4Fe+ 3O 2 + 6H 2O = 4 Fe(OH) 3
A Fe(OH)3 rozsda.
A korrózió szó a latin „corrodo” szóból származik – „rágni” (a késő latin „corrosio” jelentése „korrózió”). A korróziót a fém és a környezeti anyagok közötti kémiai reakció okozza, amely a fém és a környezet határfelületén megy végbe. Leggyakrabban ez a fém oxidációja, például a légköri oxigénnel vagy az olyan oldatokban lévő savakkal, amelyekkel a fém érintkezik. A hidrogéntől balra lévő feszültségsorokban (aktivitássorokban) elhelyezkedő fémek, beleértve a vasat is, különösen érzékenyek erre.
Kémiai korrózió t Fe+ 3 SO O 2 Fe 2 (SO 4) t Fe + 3 Cl 2 2 FeCl t Zn + O 2 2 ZnO A korrózió nem vezető környezetben megy végbe. Például egy fém kölcsönhatása száraz gázokkal vagy folyadékokkal - nem elektrolitokkal (benzin, kerozin stb.)
Sok fém (például alumínium) korrodálódva sűrű, oxid film, amely nem engedi, hogy az oxidálószerek a mélyebb rétegekbe hatoljanak, és ezért védi a fémet a korróziótól. Amikor ezt a filmet eltávolítják, a fém kölcsönhatásba lép a levegőben lévő nedvességgel és oxigénnel.
Elektrokémiai korrózió A korrózió vezetőképes közegben (elektrolitban) következik be, a rendszeren belül elektromos áram keletkezésével. A fémek nem homogének és különféle szennyeződéseket tartalmaznak. Amikor elektrolitokkal érintkeznek, egyes felületek anódként, mások katódként működnek.
Tekintsük egy vasminta tönkremenetelét ónszennyeződés jelenlétében. 1. Savas környezetben: A vason, mint aktívabb fémen, elektrolittal érintkezve a fém oxidációs (oldódási) folyamatai és kationjainak elektrolittá történő átalakulása mennek végbe: Fe 0 – 2 e = Fe 2 + (anód) A katódon (ón) a hidrogénkationok redukciója következik be: 2H + + 2e H 2 0 Nem képződik rozsda, mert a vasionok (Fe 2+) oldatba kerülnek
2. Lúgos vagy semleges környezetben: Fe 0 – 2e Fe 2+ (az anódon) O H 2 O + 4e 4OH – (a katódon) ___________________________________________________________________ Fe OH - Fe(OH) 2 4 Fe (OH) 2 + O 2 + 2H 2 O = 4 Fe (OH) 3 (rozsda)
1. A termék felületeinek csiszolása, hogy ne maradjon rajtuk nedvesség. 2. Különleges adalékanyagokat tartalmazó ötvözött ötvözetek alkalmazása: króm, nikkel, magas hőmérséklet a fém felületén stabil oxidréteget képeznek (például a Cr 2 O 3 a jól ismert ötvözött acélok a „rozsdamentes acélok”, amelyekből háztartási cikkek (kések, villák, kanalak), gépalkatrészek, szerszámok találhatók. készülnek.
3. Védőbevonatok felhordása Nem fémes – nem oxidáló olajok, speciális lakkok, festékek, zománcok. Igaz, rövid életűek, de olcsók. Vegyi – mesterségesen előállított felületi filmek: oxid, nitrid, szilicid, polimer stb. Például minden kézi lőfegyvert és számos precíziós műszer alkatrészét kékítésnek vetik alá – ez a folyamat a legvékonyabb vas-oxid-film kialakításának a felületén. acéltermék.
A fémes egy bevonat más fémekkel, amelyek felületén oxidálószerek hatására stabil védőfóliák képződnek. Krómozás - krómozás, nikkelezés - nikkelezés, horganyzás - horganyzás, stb. A bevonat lehet kémiailag passzív fém is - arany, ezüst, réz.
4. Elektrokémiai védelem 4. Elektrokémiai védelem *Áldozatos (anódos) - a védett fémszerkezetre egy aktívabb fém (védő) darabot rögzítenek, amely anódként szolgál, és elektrolit jelenlétében tönkremegy. . A magnéziumot, alumíniumot, cinket védőként használják a hajótestek, csővezetékek, kábelek és egyéb acéltermékek védelmére *Katód - a fémszerkezet egy külső áramforrás katódjához csatlakozik, ami kizárja annak anódos megsemmisülésének lehetőségét.
Anyagok bevezetése - gátlók, amelyek lassítják a korróziót. Példák a modern gátlószerek alkalmazására: a szállítás és tárolás során a sósavat a butil-amin származékok, a kénsavat pedig a salétromsav tökéletesen „megszelídíti”; illékony dietil-amint fecskendeznek különböző tartályokba. Az inhibitorok csak a fémre hatnak, passzívvá teszik a környezettel szemben. A tudomány több mint 5 ezer korróziógátlót ismer. A vízben oldott oxigén eltávolítása (légtelenítés). Ezt az eljárást a kazánházakba belépő víz előkészítésére használják. 5. Az elektrolit vagy más környezet speciális kezelése, amelyben a védő fémszerkezet található
1/38
Bemutató - Fémek korróziója és a korrózióvédelem módszerei
Az előadás szövege
Kémia óra „Fémek korróziója és a korrózió elleni védekezés módszerei” témában
Felkészítője: Sandugash Kairatovna Lepesbaeva, a Köztársasági Állami Közvállalat "Köztársasági Gyermek- és Serdülőkori Rehabilitációs Központ" Középiskolájának kémia tanára
Az óra céljai:
formálja a tanulók megértését a korróziós folyamatok mechanizmusáról, azok következményeiről és a korrózió elleni védekezés módszereiről; fejlessze az alátámasztó jegyzetekkel való munka, a megfigyelés és a következtetések levonásának képességét; érzelmi viszonyulást alakít ki a vizsgált jelenséggel szemben.
Öntöttvas
vas-szén ötvözet (2-4%)
Acél
vas-szén ötvözet (kevesebb, mint 2%)
Alakú öntvényben használatos
Ötvözőelemek hozzáadásakor javítja a minőséget
Kr.e. III-ban egy világítótorony épült Rodosz szigetén Helios hatalmas szobra formájában. A rodoszi kolosszust a világ hét csodája egyikének tartották, de csak 66 évig létezett, és egy földrengés során összeomlott. A rodoszi kolosszusnak egy vasvázra erősített bronzhéja volt. A párás, sós mediterrán levegő hatására a vasváz összeomlott.
Mi Párizs szimbóluma? - Eiffel-torony. Gyógyíthatatlanul beteg, berozsdásodik és összeesik, és csak a folyamatos kemoterápia segít leküzdeni ezt a halálos betegséget: 18-szor festették le, ezért 9000 tonnás súlya minden alkalommal 70 tonnával növekszik.
A korrózió egy vörös patkány, amely a fémhulladékot rágja. V. Shefner
Évente a világon megtermelt vas akár ¼-e „elvész”...
A.N.Neszmejanov
Tudni annyi, mint nyerni!
Utazás a „vörös ördög” királyságán keresztül
Művészet. Információ
Művészet. Kísérleti
Művészet. Gyakorlati
fémek és ötvözetek megsemmisítése környezeti hatások hatására.
Korrózió
A korrózió típusai
A pusztulás jellege szerint folyamatos (általános): egységes, egyenetlen lokális (lokális): pont, foltok, fekélyek, felszín alatti, átmenő stb.
A korrózió típusai
tömör pont
Szemcseközi fekélyes
Kémiai korrózió
- a fém agresszív környezettel (száraz gázok, nem elektrolit folyadékok) való kémiai kölcsönhatása következtében megsemmisül.
Vízkőképződés, amikor a vasalapú anyagok magas hőmérsékleten kölcsönhatásba lépnek oxigénnel: 8ē 3Fe0 + 2O20 → (Fe+2Fe2+3)O4-2
Videórészlet
Laboratóriumi kísérlet - izzó rézhuzal
Elektrokémiai korrózió
- elektromos áram keletkezik az elektrolit közegben két fém érintkezésekor (vagy egy nem egyenletes szerkezetű fém felületén); - a korrózió a galvánelem működéséhez hasonlít: az elektronok a fém egyik szakaszából a másikba kerülnek (a fémből a zárványba).
Videórészlet
Az anódon képződő Fe2+-ionok Fe3+-ra oxidálódnak: 4Fe2+ (aq) + O2 (g) + (2n + 4)H2O (l) = 2Fe2O3 nH2O (szol) + 8H+ (aq)
Fémkorrózió nedves levegőben
A vízben a vas enyhén korrodálódik, a korrózió lassabban megy végbe, mivel a víz gyenge elektrolit.
Hasonlítsuk össze a 2. és az 5. számú kísérlet eredményeit
A NaCl vízhez való hozzáadása fokozza a Fe korrózióját. a NaCl - NaOH oldathoz való adagolás, amint az a tapasztalatokból látható, éppen ellenkezőleg, gyengítette a korróziót, kevés volt a rozsda.
Hasonlítsuk össze az 1. és 2. számú kísérlet eredményeit
Hogy. Egy adott fém korróziós sebessége a mosási környezet összetételétől függ. A fémet mosó környezet egyes komponensei, különösen a Clionok fokozzák a fémek korrózióját, míg más komponensek gyengíthetik a korróziót. A Fe korróziója OH-ionok jelenlétében gyengül.
A Fe mindkét esetben ugyanabban az oldatban van, de az egyik esetben érintkezik a cinkkel, a másikban nem. A 2. számú kémcsőben barna csapadék rozsda, a 4. számú kémcsőben pedig fehér csapadék Zn(OH)2 Következtetés: A 4. számú kísérletben nem a Fe korrodált, hanem a Zn, mivel a vas szinte nem korrodálódik, ha cinkkel érintkezik.
Hasonlítsuk össze a 2. és a 4. számú kísérlet eredményeit
A cink aktívabb fémként oxidálódik
A (-)
atomjairól leszakadva
mozog a Fe felületre és csökkenti
K(+)Fe
A Fe mindkét esetben ugyanabban az oldatban van, de az egyik esetben érintkezik a rézzel, a másikban pedig nem. Mindkét kémcsőben korrózió lépett fel, és barna rozsdalerakódás jelent meg. A 2. számú kémcsőben kevesebb volt a rozsda, mint a 3. számú kémcsőben. Következtetés: Így a vas korróziója és rozsdásodása jelentősen megnövekszik, ha rézzel érintkezik.
Hasonlítsuk össze a 2. és 3. számú kísérlet eredményeit
A (-)
K(+)Cu
A vízben oldott oxigén és a vas reakciója barna rozsda képződéséhez vezet.
Egy fém korróziója élesen megnövekszik, ha bármely más, kevésbé aktív fémmel érintkezik, vagyis a fémfeszültség elektrokémiai sorozatában attól jobbra helyezkedik el. De a korrózió lelassul, ha a fém érintkezésbe kerül egy másik fémmel, amely a fémfeszültségek elektrokémiai sorozatában balra helyezkedik el, azaz aktívabb.
Korrózióvédelem
- Fém izolálása a környezetből - - Környezetváltozás
Akadályvédelem
- a felület mechanikai szigetelése felületvédő bevonatok alkalmazásakor: nem fémes (lakkok, festékek, kenőanyagok, zománcok, gumis (gumi), polimerek); fém (Zn, Sn, Al, Cr, Ni, Ag, Au stb.); vegyszer (passziválás tömény salétromsavval, oxidáció, karburálás stb.)
Akadályvédelem
Milyen felületvédő bevonatot használtak ebben az esetben? A felületvédő bevonatok melyik csoportjába tartozik?
Videórészlet
Akadályvédelem
A fém (ötvözet) összetételének megváltoztatása
Védővédelem - porított fémek hozzáadása a bevonóanyaghoz, donor elektronpárok létrehozása a fémmel; érintkezés létrehozása egy aktívabb fémmel (acélhoz - cink, magnézium, alumínium).
A befolyás alatt agresszív környezet Az adalékpor fokozatosan feloldódik, az alapanyag nem korrodálódik.
A fő szerkezethez aktívabb fémből készült szegecsek vagy lemezek vannak rögzítve, amelyek megsemmisítésnek vannak kitéve. Az ilyen védelmet víz alatti és földalatti építményekben használják.
Elektromos áram átvezetése a korróziós folyamat során fellépővel ellentétes irányban.
A fém (ötvözet) összetételének megváltoztatása
Elektromos védelem
IN mindennapi élet Az emberek leggyakrabban vasbevonattal találkoznak cinkkel és ónnal. A cinkkel bevont lemezvasat horganyzott vasnak, az ónnal bevont fémlemezt bádognak nevezik. Előbbit nagy mennyiségben házak tetején, utóbbiból bádogdobozokat készítenek.
A fém (ötvözet) összetételének megváltoztatása
Videórészlet
Ötvöző adalékok bevitele a fémbe: Cr, Ni, Ti, Mn, Mo, V, W stb.
A fém (ötvözet) összetételének megváltoztatása
Ötvözés
Változó környezet
Gátlás
Korróziót lassító anyagok (inhibitorok) bevezetése: - savas korróziónál: nitrogéntartalmú szerves bázisok, aldehidek, fehérjék, kéntartalmú szerves anyagok; - semleges környezetben: oldható foszfátok (Na3PO4), dikromátok (K2Cr2O7), szóda (Na2CO3), szilikátok (Na2SiO3); - atmoszférikus korrózió esetén: aminok, aminok nitrátjai és karbonátjai, karbonsavak észterei.
Melyik kémcsőben nem rozsdásodott be a köröm és miért?
Változó környezet
Változó környezet
Légtelenítés - korróziót okozó anyagok eltávolítása: melegvíz; víz áteresztése vasreszeléken; oxigén kémiai eltávolítása (például 2Na2SO3 + O2 → 2Na2SO4).
Gondolkodj és magyarázd el (házi feladat)
1. Egy Zn lemezt és egy részlegesen rézzel bevont Zn lemezt sósav (sósav) oldatba helyeztünk. Melyik esetben megy végbe intenzívebben a korróziós folyamat? Motiválja válaszát a megfelelő folyamatok elektronikus egyenleteinek összeállításával.
2. Hogyan zajlik le a nikkelréteggel bevont vas légköri korróziója, ha a bevonat megsérül? Írjon elektronikus egyenleteket az anódos és katódos folyamatokra!
1. Dolgoztam a leckében 2. Dolgoztam a munkámmal az órán 3. Úgy tűnt számomra az óra 4. Hangulatom 6. Aktívan / passzívan elégedett voltam az óra anyagával / nem vagyok vele elégedett rövid / hosszú jobb lett / rosszabb lett világos / nem egyértelmű hasznos / haszontalan érdekes / unalmas
Visszaverődés
Kód prezentációs videólejátszó beágyazásához a webhelyen:
Az előadás leírása ELŐADÁS „Fémek korróziója diákon” témában
Fémek korróziója Bevezetés Kémiai korrózió Elektrokémiai korrózió A korróziós folyamatok lényege A korrózió elleni védelem módszerei Acélok légköri korróziója Fémkorróziógátlók
Bevezetés A korrózió szó a latin „corrodere” szóból származik, ami azt jelenti, hogy korrodál. Bár a korrózió leggyakrabban fémekhez kapcsolódik, a köveket, a műanyagokat és más polimer anyagokat, valamint a fát is érinti. Például jelenleg nagy aggodalomnak lehetünk tanúi az emberek széles rétegei között amiatt, hogy a mészkőből vagy márványból készült emlékművek (épületek és szobrok) katasztrofálisan szenvednek a savas esőtől. A korrózió tehát az anyagok és a belőlük készült termékek spontán pusztulásának folyamata a környezet kémiai hatására. A fizikai megsemmisítési folyamatok nem minősülnek korróziónak, bár gyakran nem kevesebb kárt okoznak a kulturális emlékekben. Kopásnak, kopásnak, eróziónak nevezik.
A fémek alkotják a Föld bolygó civilizációjának egyik alapját. Közülük a vas, mint szerkezeti anyag egyértelműen kiemelkedik. A vas ipari termelése körülbelül 20-szor nagyobb, mint az összes többi fém termelése együttvéve. A vas széles körben történő bevezetése az ipari építőiparban és a közlekedésben a 18. század fordulóján következett be. . . XIX században Ekkor jelent meg az első öntöttvas híd, vízre bocsátották az első hajót, melynek hajóteste acélból készült, és létrehozták az első vasutakat. A vas ember általi gyakorlati felhasználásának kezdete azonban a 9. századra nyúlik vissza. I.E e. Ebben az időszakban került át az emberiség a bronzkorból a vaskorba. Ennek ellenére a történelem azt mutatja, hogy a vastermékek a hettita királyságban (Kis-Ázsia állam) ismertek voltak, virágkora a 14. századra nyúlik vissza. . . XIII században I.E e.
A természetben, bár nagyon ritka, őshonos vas található. Eredetét meteoritnak tekintik, azaz kozmikusnak, nem földinek. Ezért az első vasból készült termékeket (rögökből készültek) nagyon magasra értékelték - sokkal magasabbra, mint az ezüstből és még az aranyból is.
Annak ellenére, hogy napjainkban a polimer anyagok, az üveg és a kerámia széles körben bevezették életünket, a fő szerkezeti anyag továbbra is a vas és az arra épülő ötvözetek. A vastermékekkel a mindennapi élet minden lépésében találkozunk, és tudjuk, mekkora gondot okoz a rozsdásodás és maga a rozsda. A rozsdásodás csak a vas és ötvözeteinek korróziójára utal. Más fémek korrodálnak, de nem rozsdásodnak. Bár szinte minden fém korrodál, a mindennapi életben az emberek leggyakrabban vaskorrózióval találkoznak.
Kémiai korrózió. Egy fém és egy agresszív reagens közötti reakción alapul. Az ilyen típusú korrózió általában egyenletesen megy végbe a fém teljes felületén. Ebből a szempontból a kémiai korrózió kevésbé veszélyes, mint az elektrokémiai korrózió.
A korróziós termékek a fém felületén sűrű védőréteget képezhetnek, gátolják annak további fejlődését, vagy porózus réteget, amely nem védi meg a felületet a környezet pusztító hatásaitól. Ebben az esetben a korróziós folyamat addig folytatódik, amíg az anyag teljesen megsemmisül, vagy amíg az agresszív környezet tovább hat. A gyakorlatban az acélok leggyakoribb gázkorrózióját az O 2, SO 2, H 2 S, CI, HC 1, NO 3, CO 2, CO és H 2 expozíció okozza.
Elektrokémiai korrózió Az elektrokémiai korrózió akkor következik be, amikor a fémek folyékony elektrolitokkal, főleg savak, bázisok és sók oldataival lépnek kölcsönhatásba. A korróziós folyamat mechanizmusa a fém szerkezetétől, valamint az elektrolit típusától függ. Az acél, mint minden fém, kristályos szerkezetű, amelyben az atomok megfelelő sorrendben helyezkednek el, jellegzetes térhálót alkotva. A vaskristályok szerkezete jelentősen eltér az ideális szerkezettől, mivel vannak olyan üregek, amelyeket nem foglalnak el fématomok, repedések és gázszennyeződések zárványai.
A fémek jó elektromos vezetőképességgel rendelkeznek, ami a szabad elektronok jelenlétének köszönhető, amelyek mozgása elektromos áramot hoz létre. A szabad elektronok száma az ionatomok egyenértékű számának felel meg, vagyis azoknak az atomoknak, amelyek egy vagy több elektront veszítettek. Ha egy fémrúd végein potenciálkülönbség lép fel, az elektronok a legnagyobb potenciállal rendelkező pólusról az ellenkező pólusra mozognak. Az elektronikus vezetőképességű fémek az első típusú vezetők, az ionos vezetőképességű elektrolitok pedig a második típusú vezetők.
A vízben oldott sók típusától és tartalmától függően nemcsak a normálpotenciálok változnak, hanem még a fém helyzete is a potenciálsorozatban.
A korróziós folyamatok lényege. A fémek korróziója leggyakrabban oxidációjukból és oxidokká való átalakulásukból ered. A vaskorrózió különösen a 4 Fe + 3 O 2 + 2 H 2 O = 2 Fe 2 O 3 H 2 O egyszerűsített egyenlettel írható le. A Fe 2 O 3 H 2 O hidratált vas-oxidot az emberek rozsdának hívják. Ez egy laza púder, világosbarna színű. Amikor sok fém korrodálódik, sűrű, jól kötött oxidfilm borítja őket, ami nem engedi, hogy a levegő oxigénje és a víz behatoljon a mélyebb rétegekbe, így megvédi a fémet a további oxidációtól. Például az alumínium nagyon aktív fém, és elméletileg kölcsönhatásba kell lépnie a vízzel a 2 Al + 3 H 2 O = Al 2 O 3 + 3 H egyenlet szerint.
Nehéz, és néha lehetetlen is szigorúan elkülöníteni a kémiai korróziót az elektrokémiai korróziótól. Az a tény, hogy az elektrokémiai korrózió gyakran véletlenszerű szennyeződések vagy speciálisan bevitt ötvöző adalékok jelenlétével jár a fémben.
A korrózió elleni védelem módszerei. A fémek korrózió elleni védelmének problémája szinte a használatuk kezdetén felmerült. A fémeket az atmoszférikus hatásoktól zsírral, olajjal, később más fémekkel és mindenekelőtt alacsony olvadáspontú ónnal (ónozással) próbálták megvédeni. Az ókori görög történész, Hérodotosz (Kr. e. V. század) munkáiban már említést tesznek az ón használatáról a vas korrózió elleni védelmére.
A cementbevonatokat az öntöttvas és acél vízvezetékek korrózió elleni védelmére használják. Mivel a portlandcement és az acél hőtágulási együtthatói közel vannak, és a cement költsége alacsony, meglehetősen széles körben használják erre a célra. A portlandcement bevonatok hátránya ugyanaz, mint a zománcbevonatoké - nagy érzékenység a mechanikai ütésekre.
A fémek korrózió elleni védelmének általános módja az, hogy bevonják őket más fémréteggel. Maguk a fedőfémek kis sebességgel korrodálnak, mivel sűrű oxidfilm borítja őket. A bevonóréteget különféle módszerekkel hordják fel: rövid ideig tartó bemerítés olvadt fémfürdőbe (forró bevonat), elektrolit vizes oldatokból történő elektrolerakódás (bevonat), permetezés (fémezés), porral történő kezelés emelt hőmérsékleten egy speciális dobban ( diffúziós bevonat), gázfázisú reakció alkalmazásával, pl. 3 Kr. | Cl 2 + 2 Fe – → 2 Fe. Cl 3 + 3 Cr (Fe-vel ötvözve).
Vannak más módszerek is a fémbevonatok felvitelére, például a fémek védelmére szolgáló diffúziós módszer a termékek olvadt kalcium-klorid Ca-ba merítése. Cl 2, amelyben az alkalmazott fémek feloldódnak.
Az acélok légköri korróziója A gyakorlatban leggyakrabban előforduló acélkorrózió a légköri hatások (leggyakrabban oxigén és páratartalom) hatására kialakuló rozsdaképződés Száraz légköri levegőben az acél gyakorlatilag nem korrodál. A légköri korrózió elektrokémiai jellegű, az elektrolit pedig a fém felületén lévő nedvességréteg.
A korróziós folyamatok légköri körülmények között hasonlóak az acél korróziójához az oxigéntartalmú vízben. A fémet borító korróziós termékek a következő képlettel meghatározott összetételű hidratált vas-oxidok. A légköri korrózió sebessége a levegő nedvességtartalmától függ. A levegő relatív páratartalmának 70-75%-ra emelkedése viszonylag kis acélveszteséghez vezet. Ezeket az értékeket meghaladó páratartalom mellett a korróziós folyamatok intenzív felgyorsulása figyelhető meg. Az agresszív termékek, például CO 2, SO 2, CI 2, H 2 S, füst és korom okozta légszennyezés növeli a korróziót. A több éven át ipari légkörnek kitett acél lényegesen nagyobb veszteséggel jár, mint a vidéki körülményeknek kitett acél.
Inhibitorok Az inhibitorok alkalmazása az egyik hatékony módja a fémkorrózió elleni küzdelemnek különféle agresszív környezetben (légkör, tengervíz, hűtőfolyadékok és sóoldatok, oxidációs körülmények stb.). Az inhibitorok olyan anyagok, amelyek kis mennyiségben lelassíthatják vagy leállíthatják a kémiai folyamatokat. Az inhibitor név a lat. inhibere, ami azt jelenti, hogy visszatartani, megállni. Az inhibitorok kölcsönhatásba lépnek a reakció közbenső termékeivel vagy olyan aktív helyekkel, ahol kémiai átalakulások következnek be. Nagyon specifikusak a kémiai reakciók minden csoportjára. A fémkorrózió csak egyfajta kémiai reakció, amelyet az inhibitorok befolyásolhatnak. A modern koncepciók szerint az inhibitorok védőhatása a fémek felületén való adszorpciójával, valamint az anódos és katódos folyamatok gátlásával függ össze.
Az első inhibitorokat véletlenül, kísérleti úton találták meg, és gyakran a klántitokká váltak. Ismeretes, hogy a damaszkuszi kézművesek kénsavoldatokat használtak sörélesztő, liszt és keményítő hozzáadásával a vízkő és a rozsda eltávolítására. Ezek a szennyeződések az első inhibitorok közé tartoztak. Nem engedték, hogy a sav a fegyver fémére hatjon, aminek következtében csak vízkő és rozsda oldódott fel.
Az 1980-as adatok szerint a tudomány által ismert korróziógátlók száma meghaladta az 5 ezret. Úgy gondolják, hogy 1 tonna inhibitor mintegy 5000 rubelt takarít meg a nemzetgazdaságban. A korrózió elleni küzdelem kiemelkedő nemzetgazdasági jelentőségű. Ez egy nagyon termékeny terület az erő és a képességek alkalmazására.
A prezentáció előnézetének használatához hozzon létre egy Google-fiókot, és jelentkezzen be: https://accounts.google.com
Diafeliratok:
A fémeknek van egy ellensége, amely óriási, visszafordíthatatlan fémveszteséghez vezet minden évben a megtermelt vas körülbelül 10%-a teljesen megsemmisül. Az Orosz Tudományos Akadémia Fizikai Kémiai Intézete szerint Oroszországban minden hatodik nagyolvasztó hiába működik - az összes megolvadt fém rozsdává válik. Ez az ellenség a korrózió.
A fémek korrózió elleni védelmének problémája szinte a használatuk kezdetén felmerült. Az emberek zsírral, olajjal, később más fémekkel és mindenekelőtt alacsony olvadáspontú ónnal (ónozással) próbálták megvédeni a fémeket az időjárástól. Az ókori görög történész, Hérodotosz (Kr. e. V. század) munkáiban már említést tesznek az ón használatáról a vas korrózió elleni védelmére.
Kr.e. III-ban egy világítótorony épült Rodosz szigetén Helios hatalmas szobra formájában. A rodoszi kolosszust a világ hét csodája egyikének tartották, de csak 66 évig létezett, és egy földrengés során összeomlott. A rodoszi kolosszusnak egy vasvázra erősített bronzhéja volt. A párás, sós mediterrán levegő hatására a vasváz összeomlott.
A huszadik század 20-as éveiben. A „Call of the Sea” luxusjacht milliomos megrendelésére épült. A jacht már a nyílt tengerre való belépés előtt teljesen üzemképtelen volt. Az ok kontaktkorrózió volt. A jacht alját réz-nikkel ötvözet borította, a kormánykeret, a gerinc és a többi alkatrész acélból készült. Amikor vízre bocsátották a jachtot. Egy óriási galvanikus cella jelent meg, amely katódfenékből, acél anódból és elektrolitból – tengervízből – állt. Ennek eredményeként a hajó elsüllyedt anélkül, hogy egyetlen utat is megtett volna.
Mi Párizs szimbóluma? - Eiffel-torony. Gyógyíthatatlanul beteg, berozsdásodik és összeesik, és csak a folyamatos kemoterápia segít leküzdeni ezt a halálos betegséget: 18-szor festették le, ezért 9000 tonnás súlya minden alkalommal 70 tonnával növekszik.
A korrózió a fémek és ötvözetek pusztulása a környezet hatására. A korrózió szó a latin corrodere szóból származik, ami korrodálni.
A korrózió típusai
Kémiai korrózió A kémiai korrózió a fémek kölcsönhatása száraz gázokkal és folyadékokkal - nem elektrolitokkal. A turbinák, a kemence szerelvényei és a belső égésű motorok alkatrészei ki vannak téve az ilyen típusú korróziónak.
Elektrokémiai korrózió Az elektrokémiai korrózió a víz és folyadékok – elektrolitok – jelenlétében bekövetkező korrózió minden esete.
A korrózió lényege. A korrózió két folyamatból áll: a kémiai folyamatból, amely az elektronok felszabadulását jelenti, és az elektromosból, amely az elektronok átvitelét jelenti.
A korrózió törvényei: 1. Ha két különböző fémet kapcsolunk össze, akkor csak az aktívabb korróziónak van kitéve, és amíg teljesen meg nem semmisül, addig a kevésbé aktívat védjük.
A korrózió szabályszerűségei: 2. Minél nagyobb a korrózió sebessége, minél távolabb helyezkednek el egymástól a kapcsolódó fémek a feszültségsorokban.
A korrózió kémiája.
A korrózió elleni védelem módszerei. A fémek korrózió elleni védelmének egyik leggyakoribb módja a védőfóliák felvitele a felületükre: lakk, festék, zománc.
A fémek korrózió elleni védelmének általános módja az, hogy bevonják őket más fémréteggel. Maguk a fedőfémek kis sebességgel korrodálnak, mivel sűrű oxidfilm borítja őket. Bevonatot készítenek cinkkel, nikkellel, krómmal stb.
Bevonat más fémekkel.
A mindennapi életben az emberek leggyakrabban cinkkel és ónnal ellátott vasbevonatokkal találkoznak. A cinkkel bevont lemezvasat horganyzott vasnak, az ónnal bevont fémlemezt bádognak nevezik. Előbbit nagy mennyiségben házak tetején, utóbbiból bádogdobozokat készítenek.
A korrózió elleni védelem módszerei. Korróziógátló tulajdonságokkal rendelkező ötvözetek készítése. Ehhez legfeljebb 12% krómot, nikkelt, kobaltot vagy rezet adnak az alapfémhez.
A korrózió elleni védelem módszerei. Változások a környezet összetételében. Inhibitorokat vezetnek be a korrózió lassítására. Ezek olyan anyagok, amelyek lassítják a reakció sebességét.
A korrózió elleni védelem módszerei. Az inhibitorok alkalmazása a fémkorrózió elleni küzdelem egyik hatékony módja különféle agresszív környezetben (légkör, tengervíz, hűtő- és sóoldatok, oxidációs körülmények stb.). Az inhibitorok olyan anyagok, amelyek kis mennyiségben lelassíthatják vagy leállíthatják a kémiai folyamatokat. Az inhibitor név a lat. inhibere, ami azt jelenti, hogy visszatartani, megállni. Ismeretes, hogy a damaszkuszi kézművesek kénsavoldatokat használtak sörélesztő, liszt és keményítő hozzáadásával a vízkő és a rozsda eltávolítására. Ezek a szennyeződések az első inhibitorok közé tartoztak. Nem engedték, hogy a sav a fegyver fémére hatjon, aminek következtében csak vízkő és rozsda oldódott fel.
Elektromos védelem. 1. Futófelület védelme. A fő szerkezethez aktívabb fémből készült szegecsek vagy lemezek vannak rögzítve, amelyek megsemmisítésnek vannak kitéve. Az ilyen védelmet víz alatti és földalatti építményekben használják.
Elektromos védelem. 2. Elektromos áram átvezetése a korróziós folyamat során fellépő iránytól ellentétes irányban.
Köszönöm a figyelmet!
