Презентация к уроку "Коррозия металлов"

Урок химии по теме “Коррозия металлов и способы защиты от коррозии"

Подготовила учитель химии СШ РГКП «Республиканский центр реабилитации для детей и подростков»
Лепесбаева Сандугаш Кайратовна

сформировать представление учащихся о механизме коррозийных процессов, об их последствиях и способах защиты от коррозии;

развивать умение работать с опорным конспектом, наблюдать, делать выводы;

воспитывать эмоциональное отношение к изучаемому явлению.

Чугун

Сплав железа с углеродом (2-4%)

Сталь

Сплав железа с углеродом (меньше 2%)

Применяется в фасонном литье

При добавлении легирующих элементов улучшает качества

Коррозия – рыжая крыса,
Грызёт металлический лом.
В. Шефнер

 А.Н.Несмеянов

ст. Информационная

ст. Экспериментальная

ст. Практическая

разрушение металлов и сплавов под воздействием окружающей среды. 

По характеру разрушения

сплошная (общая):
равномерная, неравномерная





локальная(местная):
точечная, пятнами, язвами, подповерхностная, сквозная и др.

- вид коррозии, протекающий в средах, непроводящих электрический ток. Коррозия происходит в результате взаимодействия металла с разрушающим его веществом.

Образование окалины при взаимодействии материалов на основе железа при высокой температуре с кислородом:
8ē
3Fe0 + 2O20 → (Fe+2Fe2+3)O4-2

- в среде электролита возникает электрический ток при контакте двух металлов (или на поверхности одного металла, имеющего неоднородную структуру);
- коррозия напоминает работу гальванического элемента: происходит перенос электронов от одного участка металла к другому (от металла к включению).

Образующиеся на аноде ионы Fe2+ окисляются до Fe3+ :

4Fe2+ (водн.) + O2 (г.) + (2n + 4)H2O (ж.) = 2Fe2O3•nH2O (тв.) + 8H+ (водн.)

Железо слабо прокорродировало в воде, в чистой воде коррозия идет медленнее, т. к. вода слабый электролит.

Сравним результаты опытов № 2 и № 5

Добавка к воде NaCl усиливает коррозию Fe. добавка к раствору NaCl – NaOH, как видно из опыта, наоборот ослабила коррозию, ржавчины нет.

Сравним результаты опытов № 1 и № 2

В обоих случаях Fe находится в одном и том же растворе, но в одном случае оно соприкасается с цинком, а в другом нет.
В пробирке № 2 осадок бурого цвета – это ржавчина, а в пробирке № 4 осадок – белого цвета – это Zn(OH)2
Вывод: В опыте № 4 корродировало не Fe, а Zn , т. к. железо почти не корродирует, если оно соприкасается с цинком.

Сравним результаты опытов № 2 и № 4

Окисляется Zn, как более активный металл

А (-)

отщепляющиеся от его атомов

перемещаются на поверхность Fe и
восстанавливают

К (+) Fe

В обоих случаях Fe находится в одном и том же растворе, но в одном случае оно соприкасается с медью, а в другом нет. В обеих пробирках произошла коррозия и появился бурый осадок ржавчины.
В пробирке №2 ржавчины получилось меньше, чем в пробирке №3.
Вывод: таким образом, коррозия и ржавление железа сильно усиливается, когда оно соприкасается с медью.

Сравним результаты опытов № 2 и № 3

А (-)

К (+) Cu

Реакция растворенного в воде кислорода с железом приводит к образованию бурой ржавчины.

- Изоляция металла от среды - Изменение состава металла  (сплава)- Изменение среды

- механическая изоляция поверхности при использовании поверхностных защитных покрытий:
неметаллических (лаки, краски, смазки, эмали, гуммирование (резина), полимеры);
металлических (Zn, Sn, Al, Cr, Ni, Ag, Au и др.);
химических (пассивирование концентрированной азотной кислотой, оксодирование, науглероживание и др.)

Какое поверхностное
защитное покрытие
использовалось
в данном случае?

К какой группе
поверхностных
защитных покрытий
оно относится?

Какое поверхностное
защитное покрытие
использовалось
в данном случае?

К какой группе
поверхностных
защитных покрытий
оно относится?

Изменение состава металла (сплава)

Протекторная защита
- добавление в материал покрытия порошковых металлов, создающих с металлом донорские электронные пары; создание контакта с более активным металлом (для стали - цинк, магний, алюминий).

Под действием агрессивной среды постепенно растворяется порошок добавки, а основной материал коррозии не подвергается.

К основной конструкции прикрепляются заклёпки или пластины из более активного металла, которые и подвергаются разрушению. Такую защиту используют в подводных и подземных сооружениях.

Пропускание электрического тока в направлении, противоположном тому, который возникает в процессе коррозии.

Изменение состава металла (сплава)

В повседневной жизни человек чаще всего встречается с покрытиями железа цинком и оловом. Листовое железо, покрытое цинком, называют оцинкованным железом, а покрытое
оловом – белой жестью. Первое в больших количествах идет на кровли домов, а из второго изготавливают консервные банки.

Изменение состава металла (сплава)

Введение в металл легирующих добавок: Cr, Ni, Ti, Mn, Mo, V, W и др.

Изменение состава металла (сплава)

Введение веществ, замедляющих коррозию (ингибиторов):
- для кислотной коррозии: азотсодержащие органические основания, альдегиды, белки, серосодержащие органические вещества;
- в нейтральной среде: растворимые фосфаты (Na3PO4), дихроматы (K2Cr2O7), сода (Na2CO3), силикаты (Na2SiO3);
- при атмосферной коррозии: амины, нитраты и карбонаты аминов, сложные эфиры карбоновых кислот.

В какой пробирке гвоздь не заржавел и почему?

Деаэрация - удаление веществ, вызывающих коррозию:

нагревание воды;
пропускание воды через железные стружки;
химическое удаление кислорода
(например, 2Na2SO3 + O2 → 2Na2SO4).

1. В раствор хлороводородной (соляной) кислоты поместили пластинку из Zn и пластинку из Zn, частично покрытую Cu. В каком случае процесс коррозии происходит интенсивнее? Ответ мотивируйте, составив электронные уравнения соответствующих процессов.

2. Как протекает атмосферная коррозия железа, покрытого слоем никеля, если покрытие нарушено? Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов.