Коррозия металлов

Тема урока: «Коррозия  металлов»

Изделия из металлов и их сплавов, кроме золота  и платины, под действием воздуха, влаги  постепенно разрушаются в результате  химических реакций, протекающих между  металлами и веществами, содержащимися в  окружающей среде. Особенно сильное  разрушительное действие на металлы  оказывает кислород, растворенный в воде. Процесс самопроизвольного  разрушения металлов под  влиянием окружающей среды  называют коррозией.

Коррозия металлов – это  окислительно­восстановительный  процесс, при котором атомы  металла окисляются и переходят  в ионы.  Схему этого процесса можно  изобразить так:  М0 – ne– = Mn+

Наиболее часто корродирует железо и его  различные сплавы. В общем виде процесс  коррозии железа и его сплавов можно  изобразить так: Fe0 – 2e– = Fe2+ Fe2+ – e– = Fe3+ В качестве окислителя обычно выступает  кислород О2, а также ионы водорода H+ ,  образующиеся при диссоциации молекул  воды и растворенных  в воде оксида  углерода (IV), оксида серы(IV),  сероводорода и других соединений.

Виды коррозии металлов Химическая коррозия металлов – это  разрушение металлов в результате их  взаимодействия с веществами окружающей  среды.

Наиболее распространенным видом  химической  коррозии является газовая коррозия. Она протекает в  сухих газах при полном отсутствии влаги. Газы  окружающей среды реагируют с металлом на  поверхности изделия и образуют с ним соединения.

Электрохимическая коррозия – это разрушение  металлов, которое сопровождается возникновением  электрического тока. В результате данного вида  коррозии вместе с химическими процессами протекают  электрические процессы (перенос электронов от одного  участка изделия к другому).

Если два разных металла, находящиеся в контакте  между собой, опустить в водный раствор электролита,  коррозии. то более активный металл, расположенный в  электрохимическом ряду напряжений левее, будет  разрушаться, предохраняя менее активный металл от

Факторы влияющие на коррозию  металлов

ОВР и коррозия При контакте железа с медью в водной среде более  активное железо постепенно корродирует, переходя в  воду в виде ионов железа.  Электроны, высвободившиеся из атомов железа,  перейдут к меди и на ее поверхности соединятся с  ионами водорода, выделившимися из компонентов  Этот электрохимический процесс можно представить  водной среды. так: на железе Fe0 – 2e– = Fe2+ на меди 2H+ +2e– = H2 0            в ионном виде Fe0 + 2H+ = Fe2++ H2 0

Рассмотрим процесс коррозии цинковой пластины в  атмосфере сухого сероводорода при температуре 400К. В атмосфере любого сухого газа при высоких  температурах протекает химическая коррозия,  сущность которой, в данном случае, сводится к  окислительно­восстановительной реакции между  металлом (Zn) и окислителем (H2S): Zn+H2S=ZnS+H2 Zn– 2e=Zn2+| 1 2H++ 2e=H2|1                                         Продуктом коррозии является сульфид  цинка.

Процесс коррозии железного гвоздя, помещенного в  бензин, который насыщен кислородом. В чистом виде органические растворители не  реагируют с металлами, но в присутствии примесей  химическое взаимодействие протекает интенсивно. В  данном случае будет протекать химическое  взаимодействие между железом и кислородом: 4Fe + 3O2 = 2Fe2O3 Fe– 3e=Fe3+| 4 O2+ 4e= 2O2­| 3

Примеры коррозии Для сохранения от коррозии знаменитой  Эйфелевой башни в Париже, которая  состоит из 18 000 металлических  элементов и весит 7 300 тонн, используют  покраску. Этот процесс занимает 18  месяцев и осуществляется командой из  25 высококвалифицированных рабочих.  Всё сооружение окрашивается в два слоя.  При этом расходуется около 60                    тонн краски. Покраску осуществляют  каждые 7 лет.

Никелевые покрытия нарядны, стойки, прочны.  Ежегодно во всем мире никелируют миллионы  квадратных метров поверхности различных  изделий – от дверных ручек до бамперов  автомобилей.  и тому подобные). Один из самых старых способов – это лужение  или покрытие железного листа оловом. Лужению  подвергают изделия, идущие для приготовления  и хранения пищи (кастрюли, ведра, тазы,  молочные бидоны, консервные банки,  пастеризационные аппараты, части сепараторов

Методы борьбы с коррозией Для борьбы с коррозией существует много способов,  рассмотрим некоторые из них. Первый способ – нанесение защитных покрытий на  поверхности корродирующего металла.  Для этого часто используют масляные краски, эмали,  лаки или покрывают металл слоем другого металла  (золота, серебра, хрома, никеля, олова, цинка). Для защиты изделия от коррозии их покрывают  цинком, кадмием, оловом, свинцом, никелем,  кобальтом.

Второй способ – получение сплавов, стойких к  коррозии. Чтобы увеличить коррозионную  стойкость сплавов железа, в их состав  добавляют хром или никель, такие стали  называют нержавеющие стали. Сплавы,  содержащие более 12­14% хрома, ведут себя  как благородные металлы: они не ржавеют и  не окисляются на воздухе, в воде, в ряде  кислот, солей и щелочей. В медицине для  изготовления каркаса зубов используют  кобальтохромовый сплав или  никельхромовый сплав.

Третий способ – изменение состава  среды. В среду, окружающую металлы,  вводят специальные вещества, которые  в десятки или сотни раз уменьшают  агрессивность среды. Такие вещества  называют ингибиторами коррозии.  Ингибиторы вводят в нефтепроводы, в  замкнутые системы охлаждения, для  снижения коррозии труб.

метод защиты. При использовании  этого метода создают контакт с более  активным металлом – протектором.  Например, для защиты стальных  корпусов морских судов или  Четвертый способ – электрохимический  сооружений мостов используют цинк,  который приваривают к конструкции.

Задания по теме: «Коррозия металлов и  сплавов» №1. Что понимают под коррозией? №2. 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.

№3. Сантехника попросили поставить водопроводный  кран, на стальную трубу. В наличии оказались  хромированный и медный краны. Какой кран лучше  выбрать? Аргументируйте ответ. №4. Требуется скрепить железные детали. Какими  заклепками следует пользоваться медными или  цинковыми, чтобы замедлить коррозию железа? Ответ  обоснуйте.                   №5. Как называются вещества, замедляющие  коррозию?     №6. Какие методы борьбы с коррозией существуют?

Краткие итоги по теме урока: 1) Коррозией называют процесс  самопроизвольного разрушения  металлов под влиянием окружающей  среды.  2) В процессе коррозии атомы металла  окисляются и переходят в ионы.  3) Для борьбы с коррозией применяют  следующие способы: нанесение  защитных покрытий на поверхности  металла, получение сплавов, стойких к  коррозии, изменение состава среды,  электрохимический метод защиты.