Коррозия и защита металлов
Характеристика коррозии как процесса самопроизвольного разрушения металлов или металлических сплавов вследствие их химического или электрохимического взаимодействия с агрессивной средой. Изучение влияния факторов на протекание процессов коррозии.
| Рубрика | Химия |
| Вид | лабораторная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 21.12.2019 |
| Размер файла | 17,3 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Минобрнауки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)»
Факультет информационно-измерительных и биотехнических систем
Кафедра физической химии
коррозия металл сплав
Лабораторная работа №8
по курсу «Химия»
Коррозия и защита металлов
Выполнил студент группы № 5502: Кожуховская П.В.
Проверил: Рубцов Э.Р. _______________
Санкт-Петербург-2015 г.
ВВЕДЕНИЕ.
Цель работы.
Изучение влияния некоторых факторов на протекание процессов химической и электрохимической коррозии и методов защиты металлов от коррозии.
Теория
Коррозия - процесс самопроизвольного разрушения металлов или металлических сплавов вследствие их химического или электрохимического взаимодействия с агрессивной средой.
При химической коррозии металлы разрушаются вследствие протекания гетерогенных химических реакций: это или взаимодействие с агрессивными газами при высоких температурах, исключающих конденсацию влаги на поверхности металла, или растворение металла в органических средах, не проводящих ток. Электрохимическая коррозия протекает в проводящих ток средах.
При контакте разнородных материалов в агрессивной среде возникает коррозийный короткозамкнутый гальванический элемент: на металле с более отрицательным электродным потенциалом протекает процесс окисления Me - nз = Men+, а на менее активном металле имеют место процессы:
2H+ + 2з = H2 - кислая среда.
2H2O + 2з = H2 + 2OH- - среда, близкая к нейтральной.
O2 + 2H2O + 4з = 4OH- - в присутствии кислорода воздуха.
Методы защиты от коррозии:
1. Нанесение защитных покрытий. Они подразделяются на металлические, неметаллические и образованные в результате химической или электрохимической обработки металла.
2. Электрохимическая защита - катодная и протекторная.
3. Обработка коррозийной среды - за счёт деаэрации (удаления из среды растворённых газов) или добавления ингибиторов (веществ, замедляющих коррозию).
Металлические покрытия подразделяются на катодные, электродный потенциал материала которых положительнее потенциала защищаемого металла, и анодные, с более отрицательным, чем у основного металла, электродным потенциалом.
Ингибиторы коррозии, адсорбируясь на поверхности металла, либо тормозят электродные процессы металла, либо образуют на его поверхности плотную защитную оксидную плёнку.
СОДЕРЖАНИЕ.
Ход работы.
Опыт 14.2
В V-образную трубку, заполненную 0,2н. раствором серной кислоты:
|
Опустили 2 пластинки: медную и цинковую, не допуская их взаимного касания. |
На цинковой пластинке выделился водород, с медной пластинкой ничего не происходит |
H2SO4 + Zn = ZnSO4 + H2 H2SO4 + Cu ? Цинк (-0,763) в электрохимическом ряде напряжений стоит левее водорода (0), поэтому цинк вытесняет водород из раствора. Медь (0,338) в электрохимическом ряде напряжений стоит правее водорода (0), поэтому медь не вытесняет водород из раствора. |
|
|
Опустили вместе 2 пластинки: медную и цинковую |
Водород активно выделяется на медной пластинке |
Zn0 - 2з = Zn+2 2Н+ + 2з = H2 (кислая среда) При контакте разнородных материалов в агрессивной среде возникает коррозийный короткозамкнутый гальванический элемент: на металле с более отрицательным электродным потенциалом протекает процесс окисления (анод), а на менее активном металле происходит процесс 2Н+ + 2з = H2 (катод) В отличие от предыдущего опыта, кислород активнее выделяется на медной пластине. |
Опыт 14.3
Поверхность стальной проволоки очистили наждачной бумагой, обезжирили ацетоном, промыли водой и досуха протёрли фильтрованной бумагой. Согнули проволоку так, чтобы на её концах была различная степень деформации, поместили проволоку в плоскую чашку и залили 3% раствором хлорида натрия, добавив 3 капли гексацианоферрата (III) калия и 2 капли фенолфталеина.
На проволоке проявился розовый цвет, на изгибах - синий.
Деформированные участки восстанавливаются (аноды), а прямые - окисляются (катоды):
Анод: Fe0 - 2з = Fe2+
Катод: 2H2O + 2з = H2 + 2OH-
Fe + H2O = Fe+2 + H2 + 2OH-
Опыт 14.4
Зачищенную наждачной бумагой железную пластинку поместили в пробирку с 3% раствором хлорида натрия так, чтобы часть пластинки оказалась непогруженной в раствор. Добавили пару капель фенолфталеина и гексацианоферрата (III) калия.
Вокруг пластины раствор окрашивается в синий цвет, участки пластины, соприкасающиеся с воздухом, окрашивается в розовый.
На участке, соприкасающемся с атмосферой образуется катод, т.к. в воздухе присутствуют молекулы кислорода, что меняет среду взаимодействия. В погружённой части образуется анод.
Анод: Fe0 - 2з = Fe2+
Катод: O2 + 2H2O + 4з = 4OH-
Fe0 + O2 + 2H2O + 2з = Fe+2 + 4OH-
Опыт 14.5
|
К раствору сульфата меди добавили кусочек алюминия, покрытый оксидом алюминия. |
Вытеснение меди идёт очень медленно, практически незаметно |
3CuSO4 + 2Al = Al2(SO4)3 + 3Cu Защитная плёнка Al2O3 препятствует коррозии. |
|
|
К раствору хлорида меди добавили кусочек алюминия, покрытый оксидом алюминия. |
Активное вытеснение меди. |
3CuCl2 + 2Al = Al2Cl3 + 3Cu Вытеснение меди идёт быстрее, т.к. ионы хлора являются активаторами и препятствуют образованию защитной оксидной плёнки. |
Опыт 14.6
|
Зачистили поверхность пластины из алюминия наждачной бумагой и протёрли фильтрованной бумагой. На середину пластины капнули пару капель нитрата ртути. Осторожно осушили пластину фильтрованной бумагой |
Поверхность вспенилась. На пластине образовался рыхлый слой. При обработке Al солью ртути образуется альмагама, выпадает осадок. |
2Al + 3Hg(NO3)2 = 2Al(NO3)3 + 3Hg |
|
|
Погрузили пластину в стакан с водой |
Выделение газа на поврежденном участке. |
2Al + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2 |
Опыт 14.8
|
К 3% раствору хлорида натрия добавили K3[Fe(CN)6], поместили поцарапанную пластину оцинкованного железа |
Цинковое покрытие - анодное. Оно защищает металл от коррозии. |
Анод: Zn0 - 2з = Zn+2 Катод: 2Н2O + 2з = H2 + 2OH- |
|
|
К 3% раствору хлорида натрия добавили K3[Fe(CN)6], поместили поцарапанную пластину луженого железа |
Оловянное покрытие - катодное, соответственно металл раньше подвергается коррозии, на поверхности появляется синеватая окраска. |
Анод: Fe0 - 2з = Fe2+ Катод: 2H2O + 2з = H2 + 2OH- |
Опыт 14.9
|
Заполнили стакан 0,2н. уксусной кислотой, добавили несколько капель KI, поместили соединённые между собой пластинки свинца и цинка |
Анодом служит цинк, катодом служит свинец (-0,13) |
Анод: Zn0 - 2з = Zn+2 Катод: 2Н+ + 2з = H2 |
|
|
Заполнили стакан 0,2н. уксусной кислотой, добавили несколько капель KI, поместили пластинку свинца. |
Жёлтая окраска проступает раньше |
Pb + CH3COOH > (CH3COO)2Pb + H2 (реакция протекает при наличии окислителя) PbO + 2CH3COOH > (CH3COO)2Pb + H2O (CH3COO)2Pb + 2KI = 2CH3COOK + PbI2 Pb2+ + 2I > PbI2 |
Суть протекторной защиты состоит в том, что защищаемый металл становится катодом, а вспомогательный электрод - анодом. В результате анод растворяется со скоростью, достаточной для предотвращения образования коррозии.
Вывод
На основе теоретического и экспериментального изучение процессов химической и электрохимической коррозии, методов зашиты металлов сформировали умение определять условия коррозионной совместимости деталей из различных материалов, выбирать оптимальные методы зашиты.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
История происхождения железа. Сущность процесса разрушения металлов вследствие химического или электрохимического взаимодействия с внешней средой. Предохранение поверхности металла от коррозии путем создания на нем защитного слоя и применения ингибиторов.
презентация [1,3 M], добавлен 22.02.2015Процессы разрушения металлов в результате взаимодействия с окружающей средой, виды коррозионных разрушений. Процесс химической коррозии. Электрохимическая коррозия под действием внутренних макро- и микрогальванических пар. 3ащита металлов от коррозии.
реферат [303,4 K], добавлен 16.10.2011Рассмотрение причин и механизмов химической коррозии металлов и сплавов. Изучение влияния аэрации кислорода на скорость разрушения меди в кислотах. Оценка эффективности применения изолирующих (битумных) покрытий для защиты от подземной коррозии.
контрольная работа [710,7 K], добавлен 30.06.2011Общая характеристика процессов коррозии, их классификация. Условия возникновения коррозионного процесса. Основы кинетической теории коррозии и ее приложение к коррозии идеально чистых металлов. Коррозия технических металлов. Методы защиты металлов.
курсовая работа [4,8 M], добавлен 08.12.2010Общие сведения о коррозии металлов, ее виды и типы. Причины возникновения химической и электрохимической коррозии и механизм ее протекания. Методы защиты металлических изделий от коррозионных процессов. Антикоррозийная защита неметаллическими покрытиями.
практическая работа [28,5 K], добавлен 03.11.2011Причины почвенной коррозии - разрушения металла под воздействием агрессивной почвенной среды. Факторы, определяющие коррозионную агрессивность почвы, методы защиты. Подверженность коррозии различных металлов. Схема коррозии подземного трубопровода.
презентация [210,1 K], добавлен 16.05.2016Коррозия - самопроизвольное разрушение металлов в результате химического или физико-химического взаимодействия с окружающей средой. Классификация видов и типы коррозии. Способы поверхностной защиты стали: антикоррозионная краска, холодное цинкование.
реферат [23,4 K], добавлен 08.02.2012Способы защиты металлов от коррозии. Известные приёмы противостояния коррозии. Катодная защита металлоизделий. Роль ингибиторов в замедлении химической реакции окисления. Нанесение защитных лакокрасочных покрытий. Протекторная защита металлоизделий.
презентация [499,0 K], добавлен 10.05.2015Определение и классификация коррозионных процессов, защита металлов. Химическая и электрохимическая коррозия, скорость и термодинамика процессов. Безвозвратные потери металлов от коррозии, трагедии, возникающие по причине коррозионных процессов.
лекция [403,2 K], добавлен 02.03.2009Уменьшение скорости коррозии как метод противокоррозийной защиты металлов и сплавов. Классификация защитных покрытий (металлические, гальванические, металлизация напылением, неметаллические покрытия, органические, ингибиторная, кислородная и другие).
курсовая работа [1,3 M], добавлен 16.11.2009Термодинамическая возможность электрохимической коррозии металлов. Катодные процессы. Гомогенный и гетерогенный пути протекания электрохимической коррозии металлов. Коррозионные гальванические элементы и причины их возникновения. Методы защиты металлов.
курсовая работа [635,9 K], добавлен 14.04.2016Изучение влияния металлов, входящих в состав твердого раствора, на стабильность к окислению порошков. Исследование свойств наноразмерных металлических порошков. Анализ химических и физических методов получения наночастиц. Классификация процессов коррозии.
магистерская работа [1,4 M], добавлен 21.05.2013Основные закономерности процесса коррозии металла и исследование методов, защищающих автомобили от коррозии. Химическая коррозия металлов. Превращение гидроксида железа (III) в гидратируемый оксид железа (III) или "ржавчину". Межкристаллитная коррозия.
курсовая работа [2,3 M], добавлен 30.03.2016Изучение свойств благородных металлов и их сплавов: электропроводности, температуры плавления, стойкости к коррозии, сопротивляемости агрессивной среде. Характеристика области применения золота, серебра, платины, палладия, родия, иридия, рутения и осмия.
реферат [29,5 K], добавлен 10.11.2011Общие представление о коррозии металлов. Поведение титана и его сплавов различных агрессивных средах. Влияние легирующих элементов в титане на коррозионную стойкость. Электрохимическая коррозия. Особенности взаимодействия титана с воздухом.
реферат [171,9 K], добавлен 03.12.2006Характеристики и сущность коррозионных процессов. Классификация коррозионных сред. Скорость коррозии. Методы защиты от коррозии. Применение противокоррозионных защитных покрытий.
курсовая работа [30,9 K], добавлен 18.10.2002Определение анодных и катодных процессов, составление суммарного уравнения коррозийного процесса и схемы коррозийного элемента. Возникновение электрического тока во внешней цепи. Обнаружение ионов железа в растворе. Восстановление воды до гидроксид-ионов.
лабораторная работа [49,3 K], добавлен 02.06.2015Понятие и сущность коррозии: теоретические положения; катодная, ингибиторная, биоцидная защита металлов. Экспериментальное исследование влияния морской, водопроводной кипяченой и некипяченой воды, цинкового протектора на процесс ржавления пластин железа.
реферат [25,0 K], добавлен 03.11.2011Сущность и механизм коррозии металла; ее виды - общая, местная, межкристаллитная и химическая. Главные проблемы окраски по ржавчине с точки зрения физической химии. Фосфатирование и "холодное цинкование" как средства антикоррозийной защиты поверхностей.
презентация [4,3 M], добавлен 23.04.2012Проблема коррозии, механизм и виды разрушений. Термодинамическая оценка и кинетическое обоснование процесса коррозии стали. Классификация ингибиторов. Методы определения скорости коррозии. Материальный баланс процесса получения борат метилфосфита.
дипломная работа [941,7 K], добавлен 13.12.2010
