Химия Изучение коррозии и защиты металлов

Август 26, 2022

Главная
Химия
Химия Изучение коррозии и защиты металлов

Содержание

2. Цель Изучение проблемы коррозии металлов и исследование коррозийной стойкости металлов и способов их защиты
3. Задачи изучить литературу по теме исследований; исследовать коррозийную устойчивость оксидных пленок: сделать вывод о защитных свойствах
4. Новизна исследования Исследование коррозийной стойкости металлов и объяснение её с точки зрения электродных потенциалов
5. Коррозия Самопроизвольное разрушение металлов и металлических материалов (сплавов) под воздействием окружающей среды называется коррозией Существуют разные
6. Электродный потенциал Электродный потенциал является важной количественной характеристикой восстановительных свойств металла и окислительных свойств его иона.
7. Изменение энергии при получении металлов и при коррозии E1 E3 Минералы, горные породы – химические соединения
8. Стандартные электродные потенциалы металлов и их ионов в водных растворах
9. Химическая коррозия Химическая коррозия- это вид коррозии, обусловленный непосредственным взаимодействием металла или сплава с сухими газами,
10. Электрохимическая коррозия Электрохимическая коррозия - наиболее рапространённый вид коррозии, приносящий наибольший вред металлам и изделиям из
11. Методы борьбы с коррозией
12. Опыт №1 Испытание коррозийной устойчивости оксидных плёнок Объект исследования: стальная пластинка длиной 25 см, шириной 2
13. Цвета побежалости
14. Таблица определения температуры нагрева по цветам побежалости
15. Медные пятна на стальной пластинке
16. Результаты исследования 1.1 Результаты исследования защитного действия оксидных пленок
17. Результаты исследования 1.2 Сравнение скорости появления медных пятен на поверхности стальной пластинки
18. Опыт №2 Коррозия оцинкованного железа и луженой жести Объекты исследования: пластинки стальные, цинковые и оловянные. Методика
19. Коррозия оцинкованного железа и лужёной жести Стакан №1 Стакан №2
20. Результаты исследования 2.1 Стакан №1 а) система Zn – Fe: А (-) Zn e- → Zn2+
21. Результаты исследования 2.2 Стакан №2 б) система Fe – Sn: К(+)Sn → 2 e- + 2H+
22. Опыт №3 Электрохимическая защита металлов от коррозии (протекторная защита) Объект исследования: стальной стрежень (зачищенный наждачной бумагой,
23. Стаканы с растворами хлорида натрия
24. Установка для определения радиуса действия протектора
25. Появление синего пятна Образование турнбулевой сини вследствие взаимодействия красной кровяной соли с железом в степени окисления
26. Результаты исследования 3.1 Радиус действия протектора и среда раствора
27. Результаты исследования 3.2 График зависимости действия протектора от концентрации электролита
28. Заключение 1. Проведено исследование коррозийной устойчивости оксидных плёнок (результаты оформлены в таблице и был начерчен график
29. Заключение 2. Исходя из опыта (испытание коррозийной устойчивости оксидных плёнок) можно сделать вывод, чем тоньше оксидная
30. Заключение 3. По результатам проведения опыта (оксидирование стальных изделий) нами было выяснено, оксидированные металлические пластинки менее
31. Заключение 4. Нами было проведено сравнение оцинкованного железа и луженой жести, в ходе которого выяснено, что
32. Заключение 5. В опыте действие цинкового протектора при защите стали в растворах хлорида натрия различной концентрации,
33. Исследование проводили: Махонин Владислав Николаевич Сулимов Павел Андреевич Научный руководитель: Шахова Татьяна Николаевна
35. Скачать презентацию

Слайд 2

Цель
Изучение проблемы коррозии металлов и исследование коррозийной стойкости металлов и способов

их защиты

Слайд 3

Задачи
изучить литературу по теме исследований;
исследовать коррозийную устойчивость оксидных пленок:
сделать вывод о

защитных свойствах различных участков оксидной пленки, образующейся на металле:
сравнить скорость появления медных пятен на поверхности стальной пластинки;
сделать фотографии медных пятен;
рассмотреть процессы коррозии оцинкованного железа и луженой жести и сравнить их;
определить радиус действия цинкового протектора при защите стали в растворах хлорида натрия различной концентрации;
составить график, выражающий зависимость радиуса действия протектора от концентрации растворов хлорида натрия.

Слайд 4

Новизна исследования
Исследование коррозийной стойкости металлов и объяснение её с точки зрения

электродных потенциалов

Слайд 5

Коррозия
Самопроизвольное разрушение металлов и металлических материалов (сплавов) под воздействием окружающей среды

называется коррозией
Существуют разные виды коррозии металлов и их сплавов. Наиболее распространены два вида:
а) Химическая коррозия
б) Электрохимическая коррозия

Слайд 6

Электродный потенциал
Электродный потенциал является важной количественной характеристикой
восстановительных свойств металла

и окислительных свойств его иона. Он характеризует также способность металла переходить в гидратированный ион.

. Схема гальванического элемента.

Двойной электрический слой

Слайд 7

Изменение энергии при получении металлов и при коррозии
E1 < E2

> E3

Минералы, горные породы – химические соединения Mn+
М0

Ржавчина - химическое соединение
Мn+

Восстановление,t0

Окисление, н. у.

Слайд 8

Стандартные электродные потенциалы металлов и их ионов в водных растворах

Слайд 9

Химическая коррозия
Химическая коррозия- это вид коррозии, обусловленный непосредственным взаимодействием металла или

сплава с сухими газами, жидкостями, не являющимися электролитами, твёрдыми веществами. Суть её заключена в окислении металла в процессе непосредственного химического взаимодействия с веществами окружающей среды (газовая, жидкостная коррозия).
Примером газовой коррозии может служить окисление железа в атмосфере хлора:

2Fe + 3Cl2 = 2FeCl3

Слайд 10

Электрохимическая коррозия
Электрохимическая коррозия - наиболее рапространённый вид коррозии, приносящий наибольший вред

металлам и изделиям из них. Электрохимическая коррозия возникает при контакте двух и более металлов одного сплава или металла с поверхностью изделия из другого металла и в присутствии воды или другого электролита.

Схема электрохимической коррозии

Слайд 11

Методы борьбы с коррозией

Слайд 12

Опыт №1
Испытание коррозийной устойчивости оксидных плёнок
Объект исследования: стальная пластинка длиной 25

см, шириной 2 см, очищенная наждачной бумагой.
Методика проведения исследования.
Один конец пластинки зажимают держателем лабораторного штатива, а другой помещают над пламенем спиртовки. На пластинке (по мере ее нагревания) появляются цвета побежалости. Пластинку снимают с огня и охлаждают. На охлажденную пластинку через каждые 2 см по длине пластинки наносят по капле 0, 1 М раствора кристаллогидрата сульфата меди (CuSO4 * 5 H2O). По скорости появления медного пятна судят о защитных свойствах различных участков оксидной пленки, образующейся на металле. Скорость появления пятна определяют секундомером. [2]

Слайд 13

Цвета побежалости

Слайд 14

Таблица определения температуры нагрева по цветам побежалости

Слайд 15

Медные пятна на стальной пластинке

Слайд 16

Результаты исследования 1.1
Результаты исследования защитного действия оксидных пленок

Слайд 17

Результаты исследования 1.2
Сравнение скорости появления медных пятен
на поверхности стальной пластинки

Слайд 18

Опыт №2
Коррозия оцинкованного железа и луженой жести
Объекты исследования: пластинки стальные,

цинковые и оловянные.
Методика проведения эксперимента.
В стакан емкостью 200 мл наливают дистиллированную воду, к ней добавляют 20 капель концентрированного раствора серной кислоты и 5-6 капель раствора красной кровяной соли K3 [Fe(CN)6] Раствор размешивают и разливают поровну в два других стакана емкостью 100 мл. В один из них погружают стальную пластинку с присоединенной к ней пластинкой (кусочком) цинка. В другой стакан погружают такую же пластинку, соединенную с пластинкой олова. Через некоторое время сравнивают окраску растворов в стаканчике №1 и №2. [2]

Слайд 19

Коррозия оцинкованного железа и лужёной жести
Стакан №1
Стакан №2

Слайд 20

Результаты исследования 2.1
Стакан №1
а) система Zn – Fe: А (-) Zn

e- → Zn2+ в растворе
↓
К(+)Fe → 2 e- + 2H+ (из раствора) = Н2 ⁭
Е0 (Zn2+ |Zn) = - 0,76 В; Е0 (Fe2+ | Fe) = - 0,44 В.
Е = Е0 (Fe2+ | Fe) - E0(Zn2+ | Zn);
Е = [-0, 44 – (-0,76)] = 0, 32 В.

Слайд 21

Результаты исследования 2.2
Стакан №2
б) система Fe – Sn: К(+)Sn → 2

e- + 2H+ (из раствора) = Н2 ⁭
⁭
А(-)Fe e- → Fe2+ в растворе
Е0 (Sn2+|Sn) = - 0,14 В; Е0 (Fe2+ | Fe) = - 0,44В.
Е = E0 (Sn2+ | Sn) - Е0 (Fe2+| Fe) ; Е = [-0, 14 – (-0,44)] = 0, 30 В.
2K3[Fe(CN)6] + 3FeSO4 → Fe3[Fe(CN)6]2 ↓ + 3K2SO4

Слайд 22

Опыт №3
Электрохимическая защита металлов от коррозии (протекторная защита)
Объект исследования: стальной стрежень

(зачищенный наждачной бумагой, промытый в воде и обёрнутый фильтровальной бумагой) длиной 25 см и диаметром 8 мм на одном конце, которого прикреплён кусок цинка длиной 1см.
Методика проведения эксперимента:
Приготавливают по 2 л 0,1%(№1), 0,2%(№2), 0,3%(№3) , 1,5%(№4) растворов хлорида натрия; 10% раствор красной кровяной соли.
К 2 л каждого из приготовленных растворов хлорида натрия приливают по 1 мл 10% раствора красной кровяной соли и перемешивают. В ванну для раствора ставят стальной стержень на стальных подставках (рис.). Раствор №1 вливают через воронку, доходящую до дна ванны. Через 10-15 минут при помощи миллиметровой линейки определяют расстояние от места прикрепления протектора до первого синего пятна на стальном стержне.
Выливают раствор №1, вынимают образец, тщательно промывают его под струей водопроводной воды и протирают фильтровальной бумагой. Ванну и подставки ополаскивают водопроводной водой.
Радиус действия протектора в растворе №1 и других растворах определяют так же, как в растворе №1. Такой же опыт проводят с водопроводной водой. [2]

Слайд 23

Стаканы с растворами хлорида натрия

Слайд 24

Установка для определения радиуса действия протектора

Слайд 25

Появление синего пятна
Образование турнбулевой сини вследствие
взаимодействия красной кровяной соли с

железом в степени окисления +2

Слайд 26

Результаты исследования 3.1
Радиус действия протектора и среда раствора

Слайд 27

Результаты исследования 3.2
График зависимости действия
протектора от концентрации электролита

Слайд 28

Заключение 1.
Проведено исследование коррозийной устойчивости оксидных плёнок (результаты оформлены в таблице

и был начерчен график зависимости скорости появления медного пятна на стальной пластинке с течением времени)

Слайд 29

Заключение 2.
Исходя из опыта (испытание коррозийной устойчивости оксидных плёнок) можно сделать

вывод, чем тоньше оксидная пленка на поверхности металла, тем более металл подвержен коррозии.

Слайд 30

Заключение 3.
По результатам проведения опыта (оксидирование стальных изделий) нами было выяснено,

оксидированные металлические пластинки менее подвержены коррозии, нежели не оксидированные.

Слайд 31

Заключение 4.
Нами было проведено сравнение оцинкованного железа и луженой жести, в

ходе которого выяснено, что при коррозии оцинкованного железа вначале растворяется не железо, а цинк этот способ защиты металла от коррозии называется протекторным, т.е., железо можно предохранить от коррозии путем соединения его с более активным металлом

Слайд 32

Заключение 5.
В опыте действие цинкового протектора при защите стали в растворах

хлорида натрия различной концентрации, мы выяснили, что радиус действия протектора зависит от среды электролита. Расстояние, на которое распространяется защитное действие протектора, тем больше, чем выше электрическая проводимость среды, в которой находится защищаемый металл, и чем больше разность потенциалов протектора и металла. В нашем опыте разность потенциалов: Е0 (Zn2+ |Zn) = - 0,76 В; Е0 (Fe2+ | Fe) = - 0,44 В.
Е = Е0 (Fe2+ | Fe) - E0 (Zn2+ | Zn) ; Е = [-0, 44 – (-0,76)] = 0, 32 В.

Слайд 33

Химия Изучение коррозии и защиты металлов

Содержание

ЦельИзучение проблемы коррозии металлов и исследование коррозийной стойкости металлов и способов

Задачиизучить литературу по теме исследований;исследовать коррозийную устойчивость оксидных пленок:сделать вывод о

Новизна исследованияИсследование коррозийной стойкости металлов и объяснение её с точки зрения

КоррозияСамопроизвольное разрушение металлов и металлических материалов (сплавов) под воздействием окружающей среды

Электродный потенциалЭлектродный потенциал является важной количественной характеристикой восстановительных свойств металла

Изменение энергии при получении металлов и при коррозии E1 < E2

Стандартные электродные потенциалы металлов и их ионов в водных растворах

Химическая коррозияХимическая коррозия- это вид коррозии, обусловленный непосредственным взаимодействием металла или

Электрохимическая коррозияЭлектрохимическая коррозия - наиболее рапространённый вид коррозии, приносящий наибольший вред

Методы борьбы с коррозией

Опыт №1Испытание коррозийной устойчивости оксидных плёнокОбъект исследования: стальная пластинка длиной 25

Цвета побежалости

Таблица определения температуры нагрева по цветам побежалости

Медные пятна на стальной пластинке

Результаты исследования 1.1Результаты исследования защитного действия оксидных пленок

Результаты исследования 1.2Сравнение скорости появления медных пятен на поверхности стальной пластинки

Опыт №2 Коррозия оцинкованного железа и луженой жестиОбъекты исследования: пластинки стальные,

Коррозия оцинкованного железа и лужёной жестиСтакан №1Стакан №2

Результаты исследования 2.1Стакан №1а) система Zn – Fe: А (-) Zn

Результаты исследования 2.2Стакан №2б) система Fe – Sn: К(+)Sn → 2

Опыт №3Электрохимическая защита металлов от коррозии (протекторная защита)Объект исследования: стальной стрежень