• Trebuie să aflăm care este coroziunea metalelor?
• Care sunt tipurile de coroziune?
• Cum merge acest proces?
• Care este rolul coroziunii în viața societății umane și de ce să o studiem?
• Care sunt modalitățile de a vă proteja împotriva ei?

• Conceptul de coroziune
• Tipuri de coroziune
• Chimia procesului de coroziune
• Semnificația coroziunii
• Metode de protecție împotriva coroziunii

Coroziune

provine din latinescul corrosio,

ceea ce înseamnă a distruge, a distruge.

• Rugina care apare pe suprafața produselor din oțel și fontă este un prim exemplu de coroziune.
• Ruginirea se referă numai la coroziunea fierului și a aliajelor acestuia. Alte metale se corodează, dar nu ruginesc.
• Coroziunea metalelor este un proces spontan de distrugere a metalelor și a produselor din acestea sub influența mediului.

Clasificarea coroziunii

După natura distrugerii:

1. coroziune continuă, distribuită uniform pe întreaga suprafață a metalului sau a aliajului (de exemplu, procesul de ruginire a aliajelor de fier în aer sau interacțiunea acestora cu acizii tari).

2. coroziune locală (locală), acoperind zone individuale:

• pete;
• ulcerativ;
• punct
• prin;

• coroziunea chimică;

• coroziunea electrochimică.

Coroziunea chimică a metalelor

aceasta este distrugerea metalelor ca urmare a interacțiunii lor chimice directe cu substanțele din mediu.

Cel mai comun tip de coroziune chimică este coroziunea gazoasă, care apare în gazele uscate în absența completă a umidității. Substanța gazoasă a mediului reacționează cu metalul de pe suprafața produsului metalic și formează compuși cu acesta.

2Fe+3SO 2 +3O 2 → Fe 2 (ASA DE 4 ) 3

2Fe+3Cl 2 →2 FeCL 3

Experienta numarul 1. Influența diverșilor electroliți asupra vitezei de coroziune a metalelor (în funcție de pH).

• eprubetă nr. 1 -3 ml NaCl, pH=7
• eprubetă nr 2 - 3 ml NaCl + 2 picături de NaOH, pH=12
• eprubetă nr 3 - dist. apă + 2 picături H2SO4, pH=2
• eprubetă nr. 4 - apă distilată, pH=7
• eprubetă nr. 5 - apă de la robinet, pH determinat de hârtie indicator universal.

Adăugați 2 picături de soluție de sare roșie din sânge, K 3 în toate eprubetele și scufundați în fiecare cui de fier.

Compoziția soluției

Secvența de colorare

Instalatii sanitare H2O.

Coroziunea electrochimică este distrugerea metalelor, care este însoțită de apariție

curent electric.

Cu coroziune electrochimică

(cea mai comună formă de coroziune)

este întotdeauna necesar un electrolit (condens, apă de ploaie etc.),

cu care electrozii sunt în contact

fie elemente diferite ale structurii materialului, fie două materiale diferite de contact cu potențiale redox diferite.

Se formează un element coroziv.

Nu este altceva decât o celulă galvanică închisă. În ea, are loc o dizolvare lentă a metalului mai activ,

al doilea electrod dintr-o pereche, de regulă, nu se corodează.

Experiența numărul 2. Coroziunea chimică și electrochimică a zincului.

Influența formării cuplurilor galvanice asupra vitezei de coroziune a zincului.

• Se toarnă 3 ml de soluție de acid clorhidric 2 N în două eprubete și se adaugă o granulă de zinc. Observați degajarea de gaze în eprubete. Alcătuiți ecuațiile chimice și electronice ale reacției în curs.
• Introduceți un fir de cupru într-una dintre eprubete fără a atinge o bucată de zinc.

Cupru reacționează cu acidul?

• Coborâți firul de cupru până când ajunge în contact cu granula de zinc

Ce se întâmplă? Observați evoluția hidrogenului de pe suprafața de cupru și viteza de reacție față de primul tub. Care este anodul și catodul în acest caz?

Faceți ecuații electronice ale proceselor cu electrozi.

Luați în considerare coroziunea electrochimică a unei probe de fier cu incluziuni de staniu. Fierul este un metal mai activ. La contactul cu electrolitul, unii dintre atomii de fier, fiind oxidați, intră în soluție:

Fe 0 -2e = Fe 2+ (anodul) este distrus.

într-un mediu acid. Ionii de hidrogen se reduc pe staniu (catod):

2H ++ 2e- \u003d H 2

Fe 0 + 2Н + → Fe 2+ + Н 2

În mediu alcalin și neutru. Pe staniu (catod) oxigenul dizolvat în apă este redus

O2 + 2H2O + 4e → 4OH-;

ionii de fier Fe 2+ reacţionează cu anionii hidroxid

Fe 2+ + 2OH - → Fe (OH) 2.

4Fe (OH) 2 + O 2 + 2H 2 O \u003d 4 Fe (OH) 3

4Fe + 3O 2 + 6H 2 O \u003d 4 Fe (OH) 3

Fe(OH)3 este rugină.

Cuvântul coroziune provine din latinescul „corrodo” – „a roade” (latina târzie „corrosio” înseamnă „coroziune”). Coroziunea este cauzată de reacția chimică a unui metal cu substanțele din mediu care apar la interfața dintre metal și mediu. Cel mai adesea, aceasta este oxidarea unui metal, de exemplu, cu oxigenul atmosferic sau acizii conținuti în soluții cu care metalul intră în contact. Metalele situate în seria de tensiune (seria de activitate) la stânga hidrogenului, inclusiv fierul, sunt deosebit de susceptibile la acest lucru.

Coroziunea chimică t Fe+ 3 SO O 2 Fe 2 (SO 4) t Fe + 3 Cl 2 2 FeCl t Zn + O 2 2 ZnO Coroziunea are loc într-un mediu neconductor. De exemplu, interacțiunea unui metal cu gaze sau lichide uscate - non-electroliți (benzină, kerosen etc.)

Multe metale (de exemplu, aluminiul) în timpul coroziunii sunt acoperite cu o peliculă densă, de oxid, care nu permite agenților oxidanți să pătrundă în straturi mai adânci și, prin urmare, protejează metalul de coroziune. Când această peliculă este îndepărtată, metalul începe să interacționeze cu umiditatea și oxigenul din aer.

Coroziunea electrochimică Coroziunea are loc într-un mediu conductiv (electrolit) cu apariția unui curent electric în interiorul sistemului. Metalele nu sunt omogene și conțin diverse impurități. Când intră în contact cu electroliții, unele părți ale suprafeței acționează ca anozi, altele ca catozi.

Să luăm în considerare distrugerea unei probe de fier în prezența unei impurități de staniu. 1. Într-un mediu acid: Pe fier, ca metal mai activ, în contact cu electrolitul, au loc procesele de oxidare (dizolvare) a metalului și tranziția cationilor acestuia la electrolit: Fe 0 - 2 e \u003d Fe 2+ (anod) La catod (staniu) are loc reducerea cationilor de hidrogen: 2H + + 2e H 2 0 ionii de fier (Fe 2+) intră în soluție

2. Într-un mediu alcalin sau neutru: Fe 0 - 2e Fe 2+ (la anod) O H 2 O + 4e 4OH - (la catod) ________________________________________________________ Fe OH - Fe (OH) 2 4 Fe (OH) 2 + O 2 + 2H 2 O = 4 Fe (OH) 3 (Rugina)

1. Slefuirea suprafetelor produsului pentru ca umezeala sa nu ramana pe ele. 2. Utilizarea aliajelor aliate care conțin aditivi speciali: crom, nichel, care la temperaturi ridicate formează un strat de oxid stabil pe suprafața metalului (de exemplu, Cr 2 O 3).furculițe, linguri), piese de mașini, scule.

3. Aplicarea straturilor de protecție Nemetalice - uleiuri neoxidante, lacuri speciale, vopsele, emailuri. Adevărat, sunt de scurtă durată, dar sunt ieftine. Chimic - filme de suprafață create artificial: oxid, nitrură, siliciu, polimer etc. De exemplu, toate armele de calibru mic și părțile multor instrumente de precizie sunt lustruite - acesta este procesul de obținere a celui mai subțire peliculă de oxizi de fier pe suprafața unui oțel produs.

Metalic este o acoperire cu alte metale, pe suprafața căreia se formează filme de protecție stabile sub acțiunea agenților oxidanți. Aplicarea crom - cromare, nichelare - nichelare, zincare - zincare etc. Un metal pasiv din punct de vedere chimic - aur, argint, cupru - poate servi și ca acoperire.

4. Metode electrochimice de protecție 4. Metode electrochimice de protecție * Protector (anodic) - o bucată dintr-un metal mai activ (protector) este atașată la structura metalică protejată, care servește ca anod și este distrusă în prezența unui electrolit . Magneziul, aluminiul, zincul sunt folosite ca protector în protecția corpurilor de nave, conductelor, cablurilor și a altor produse din oțel.

Introducerea de substanțe - inhibitori care încetinesc coroziunea. Exemple de utilizare a inhibitorilor moderni: în timpul transportului și depozitării, acidul clorhidric este perfect „îmblânzit” de derivații de butilamină, iar acidul sulfuric - de acidul azotic; dietilamina volatilă este injectată în diferite recipiente. Inhibitorii acționează numai asupra metalului, făcându-l pasiv în raport cu mediul. Mai mult de 5 mii de inhibitori de coroziune sunt cunoscuți științei. Eliminarea oxigenului dizolvat în apă (dezaerare). Acest proces este utilizat la prepararea apei care intră în centralele de cazane. 5. Tratarea specială a electrolitului sau a altui mediu în care se află structura metalică de protecție

1 din 38

Prezentare - Coroziunea metalelor si metode de protectie impotriva coroziunii

Textul acestei prezentări

Lecție de chimie pe tema „Coroziunea metalelor și metodele de protecție împotriva coroziunii”
Pregătit de profesorul de chimie al școlii secundare a Întreprinderii de Stat „Centrul Republican de Reabilitare pentru Copii și Adolescenți” Lepesbayeva Sandugash Kairatovna

Obiectivele lecției:
să-și formeze înțelegerea de către elevi a mecanismului proceselor de coroziune, a consecințelor acestora și a metodelor de protecție împotriva coroziunii; dezvoltarea capacității de a lucra cu un rezumat de referință, de a observa, de a trage concluzii; educaţi o atitudine emoţională faţă de fenomenul studiat.

Fontă
Aliaj de fier cu carbon (2-4%)
Oţel
Aliaj de fier cu carbon (mai puțin de 2%)
Folosit la turnarea matriței
Prin adăugarea de elemente de aliere se îmbunătățește calitatea

În secolul al III-lea î.Hr., pe insula Rodos a fost construit un far sub forma unei statui uriașe a lui Helios. Colosul din Rodos a fost considerat una dintre cele șapte minuni ale lumii, dar a durat doar 66 de ani și s-a prăbușit în timpul unui cutremur. La Colosul din Rodos, carcasa de bronz a fost montată pe un cadru de fier. Sub influența aerului mediteranean umed, saturat de sare, cadrul de fier s-a prăbușit.

Care este simbolul Parisului? - Turnul Eiffel. Este bolnavă incurabil, ruginește și se prăbușește, iar numai chimioterapia constantă ajută la combaterea acestei boli mortale: a fost vopsită de 18 ori, motiv pentru care greutatea ei de 9000 de tone crește cu 70 de tone de fiecare dată.

Coroziune - un șobolan roșu, roade pe fier vechi. V. Shefner
În fiecare an, până la ¼ din fierul produs este „pierdut” în lume...

A.N. Nesmeyanov
A ști înseamnă a câștiga!

Călătorie prin tărâmul „Diavolului Roșu”
Artă. Informațional
Artă. experimental
Artă. Practic

distrugerea metalelor și aliajelor sub influența mediului.
Coroziune

Tipuri de coroziune
După natura distrugerii, continuu (general): uniform, neuniform local (local): punct, pete, ulcere, subterană, prin etc.

Tipuri de coroziune
solid punctat

Ulcerativ intergranular

Coroziunea chimică
- metalul este distrus ca urmare a interacțiunii sale chimice cu un mediu agresiv (gaze uscate, lichide neelectrolitice).
Formarea depunerilor în timpul interacțiunii materialelor pe bază de fier la temperatură ridicată cu oxigenul: 8ē 3Fe0 + 2O20 → (Fe+2Fe2+3)O4-2
Fragment video
Experiență de laborator - sârmă de cupru strălucitoare

Coroziunea electrochimică
- în mediul electrolitic, un curent electric apare când două metale intră în contact (sau pe suprafața unui metal având o structură neomogenă); - coroziunea seamănă cu munca unei celule galvanice: electronii sunt transferați dintr-o parte a metalului în alta (de la metal la incluziune).
Fragment video

Ionii de Fe2+ formați la anod sunt oxidați la Fe3+: 4Fe2+ (aq) + O2 (g) + (2n + 4)H2O (l) = 2Fe2O3 nH2O (solid) + 8H+ (aq)
Coroziunea metalului în aer umed

Fierul ușor corodat în apă; în apa pură, coroziunea se desfășoară mai lent, deoarece apa este un electrolit slab.
Să comparăm rezultatele experimentelor nr. 2 și nr. 5

Adăugarea de NaCl în apă îmbunătățește coroziunea Fe. adăugarea la soluția de NaCl-NaOH, după cum se poate observa din experiență, dimpotrivă, a slăbit coroziunea, a existat puțină rugină.
Să comparăm rezultatele experimentelor nr. 1 și nr. 2

Acea. Viteza de coroziune a unui metal dat depinde de compoziția mediului înconjurător. Unele componente ale mediului de spălare a metalelor, în special ionii Cl- -, sporesc coroziunea metalelor, alte componente pot slăbi coroziunea. Coroziunea Fe este slăbită în prezența ionilor OH--.

În ambele cazuri, Fe se află în aceeași soluție, dar într-un caz este în contact cu zincul, în timp ce în celălalt nu este. În eprubeta nr. 2, precipitatul maro este rugină, iar în eprubeta nr. 4, precipitatul alb este Zn (OH) 2 intră în contact cu zincul.
Să comparăm rezultatele experimentelor nr. 2 și nr. 4

Zn este oxidat ca un metal mai activ
A (-)
desprins de atomii săi
se deplasează la suprafața Fe și se restabilește
K(+)Fe

În ambele cazuri, Fe se află în aceeași soluție, dar într-un caz este în contact cu cuprul, în timp ce în celălalt nu este. Coroziunea a avut loc în ambele eprubete și a apărut un precipitat de rugină maro. Era mai puțină rugină în eprubeta nr. 2 decât în ​​eprubeta nr. 3. Concluzie: Astfel, coroziunea și ruginirea fierului este mult sporită atunci când vine în contact cu cuprul.
Să comparăm rezultatele experimentelor nr. 2 și nr. 3

A (-)
K(+)Cu
Reacția oxigenului dizolvat în apă cu fierul duce la formarea ruginii brune.

Coroziunea unui metal crește brusc dacă intră în contact cu un alt metal mai puțin activ, adică situat în seria electrochimică a tensiunilor metalice din dreapta acestuia. Dar coroziunea încetinește dacă metalul intră în contact cu un alt metal situat la stânga în seria electrochimică a tensiunilor metalice, adică mai activ.

Protectie anticoroziva
- Izolarea metalului de mediu - - Modificarea mediului

bariera de protectie
- izolarea mecanică a suprafeței la utilizarea straturilor de protecție a suprafețelor: nemetalice (lacuri, vopsele, lubrifianți, emailuri, gumare (cauciuc), polimeri); metal (Zn, Sn, Al, Cr, Ni, Ag, Au etc.); chimice (pasivare cu acid azotic concentrat, oxidare, carburare etc.)

bariera de protectie

Ce strat de protecție a suprafeței a fost folosit în acest caz? Cărui grup de acoperiri de protecție a suprafețelor aparține?
Fragment video
bariera de protectie

Modificarea compoziției metalului (aliajului)
Protecție de protecție - adăugarea de pulbere de metal la materialul de acoperire, care creează perechi de electroni donatori cu metalul; creând contact cu un metal mai activ (pentru oțel - zinc, magneziu, aluminiu).
Sub acțiunea unui mediu agresiv, pulberea aditivului se dizolvă treptat, iar materialul de bază nu se corodează.

La structura principală sunt atașate nituri sau plăci dintr-un metal mai activ, care sunt supuse distrugerii. O astfel de protecție este utilizată în structurile subacvatice și subterane.

Trecerea unui curent electric în sens opus celui care are loc în timpul procesului de coroziune.
Modificarea compoziției metalului (aliajului)
protectie electrica

În viața de zi cu zi, o persoană întâlnește cel mai adesea acoperiri de fier cu zinc și staniu. Tablă acoperită cu zinc se numește fier galvanizat, iar placată cu tablă se numește tablă. Primul este folosit în cantități mari pe acoperișurile caselor, iar cutiile de tablă se fac din a doua.
Modificarea compoziției metalului (aliajului)
Fragment video

Introducerea aditivilor de aliere în metal: Cr, Ni, Ti, Mn, Mo, V, W etc.
Modificarea compoziției metalului (aliajului)
aliere

Schimbarea mediului
inhibitie
Introducerea de substanțe care încetinesc coroziunea (inhibitori): - pentru coroziunea acidă: baze organice azotate, aldehide, proteine, substanțe organice cu conținut de sulf; - în mediu neutru: fosfaţi solubili (Na3PO4), dicromaţi (K2Cr2O7), sodă (Na2CO3), silicaţi (Na2SiO3); - la coroziunea atmosferică: amine, nitraţi şi carbonaţi de amine, esteri ai acizilor carboxilici.

În ce eprubetă nu a ruginit cuiul și de ce?
Schimbarea mediului

Schimbarea mediului
Dezaerare - îndepărtarea substanțelor care provoacă coroziune: încălzirea apei; trecerea apei prin așchii de fier; îndepărtarea chimică a oxigenului (de exemplu, 2Na2SO3 + O2 → 2Na2SO4).

Gândește și explică (temă)
1. O placă de Zn și o placă de Zn, parțial acoperite cu Cu, au fost plasate într-o soluție de acid clorhidric (clorhidric). În ce caz este procesul de coroziune mai intens? Motivați-vă răspunsul făcând ecuații electronice ale proceselor corespunzătoare.
2. Cum decurge coroziunea atmosferică a fierului nichelat dacă stratul este rupt? Compuneți ecuațiile electronice ale proceselor anodului și catodic.

1. Am lucrat la lecție 2. Am lucrat cu munca mea la lecție 3. Lecția mi s-a părut 4. Dispoziția mea 6. Materialul lecției a fost activ / pasiv mulțumit / nemulțumit de scurt / lung a devenit mai bun / a devenit mai rău de înțeles / neînțeles util / inutil interesant / plictisitor
Reflecţie

Cod pentru a încorpora playerul video de prezentare pe site-ul dvs.: