Способы борьбы с коррозией химия 9 класс габриелян

§ 13. Коррозия металлов

«Ржа ест железо» — гласит русская народная поговорка. Ржавчина, которая появляется на поверхности стальных и чугунных изделий, — это яркий пример коррозии.

У поэта В. Шефнера есть очень образные строчки:

Ежегодно из-за коррозии теряется около четверти всего произведённого в мире железа. Однако не только потеря металлов, но и порча изготовленных из них изделий обходится очень дорого. Затраты на ремонт или на замену деталей судов, автомобилей, аппаратуры химических производств, приборов и коммуникаций во много раз превышают стоимость металла, из которого они изготовлены.

Коррозия вызывает серьёзные экологические последствия. Утечка газа, нефти и других опасных химических продуктов из разрушенных коррозией трубопроводов приводит к загрязнению окружающей среды, что отрицательно влияет на здоровье и жизнь людей. Понятно, почему на защиту металлов и сплавов от коррозии тратят большие средства.

Коррозию металлов и сплавов (их окисление) вызывают такие компоненты окружающей среды, как вода, кислород, оксиды углерода и серы, содержащиеся в воздухе, водные растворы солей (морская вода, грунтовые воды). Эти компоненты непосредственно окисляют металлы — происходит химическая коррозия.

Чаще всего коррозии подвергаются изделия из железа. Особенно сильно корродирует металл во влажном воздухе и при соприкосновении с водой (рис. 43). Упрощённо этот процесс можно выразить следующим уравнением химической реакции:

Химически чистое железо почти не корродирует, а техническое железо, которое содержит различные примеси, например в чугунах и сталях, ржавеет. Следовательно, одной из причин возникновения коррозии является наличие примесей в металле, т. е. его неоднородность.

Сущность процесса коррозии для этого случая покажем на следующем примере. Если два различных металла, находящихся в контакте между собой, опустить в водный раствор электролита (в реальных условиях это, например, грунтовые воды, сконденсированная влага из атмосферы), то металл более активный, расположенный в электрохимическом ряду напряжений левее, будет разрушаться, предохраняя менее активный металл от коррозии.

Например, при контакте железа с медью в водной среде железо, как более активный металл, постепенно корродирует, переходя в воду в виде ионов железа (рис. 44, а).

Электроны, высвободившиеся из атомов железа, перейдут к меди и на её поверхности соединятся с ионами водорода, выделившимися из компонентов водной среды (например, серной или других кислот; вам, очевидно, известно выражение «кислотные дожди»). Этот электрохимический процесс можно представить так:

И наоборот, при контакте железа с более активным цинком последний, разрушаясь, защищает железо от коррозии (рис. 44, б).

Для борьбы с коррозией существует много способов. Назовём некоторые из них.

1. Нанесение защитных покрытий на поверхности предохраняемого от коррозии металла. Для этого часто используют масляные краски, эмали, лаки (рис. 45). Эти неметаллические покрытия дешёвые, но обычно недолговечные. Раз в два года, а иногда и чаще их требуется обновлять. Так, например, красят Эйфелеву башню в Париже.

Предохраняемый металл можно покрыть слоем другого металла: золота, серебра, хрома, никеля, олова, цинка и др.

Один из самых старых способов — это лужение, или покрытие железного листа слоем олова. Такое железо называют белой жестью.

Один из самых старых способов — это лужение, или покрытие железного листа слоем олова. Такое железо называют белой жестью.

2. Использование нержавеющих сталей, содержащих специальные добавки. Например, «нержавейка», из которой изготавливают столовые приборы, содержит до 12% хрома и до 10% никеля. Лёгкие нержавеющие сплавы включают алюминий или титан. Всякий, кто был во Всероссийском выставочном центре, видел перед входом обелиск «Покорителям космоса», облицованный пластинками из титанового сплава (рис. 46). На его блестящей поверхности нет ни одного пятнышка ржавчины.

3. Введение в рабочую среду, где находятся металлические детали, веществ, которые в десятки и сотни раз уменьшают агрессивность среды. Такие вещества называют ингибиторами коррозии.

Ингибиторы коррозии вводят в замкнутые системы охлаждения, в нефтепродукты и даже впрыскивают в газопроводы для снижения коррозии труб изнутри. Для предотвращения коррозии железа в серной кислоте к ней добавляют в качестве ингибитора азотную кислоту.

4. Создание контакта с более активным металлом — протектором. Например, для защиты стальных корпусов морских судов обычно используют цинк (рис. 47). На суше металлические конструкции линии электропередачи (ЛЭП) и трубопроводов соединяют с листом или куском более активного металла. С этой же целью к деталям конструкции мостов приваривают куски цинка.

1. Обратитесь к электронному приложению. Изучите материал урока и выполните предложенные задания.

2. Найдите в Интернете электронные адреса, которые могут служить дополнительными источниками, раскрывающими содержание ключевых слов и словосочетаний параграфа. Предложите учителю свою помощь в подготовке нового урока — сделайте сообщение по ключевым словам и слово-сочетаниям следующего параграфа.

1. Медь на воздухе покрывается тонким слоем оксида, придающим ей тёмную окраску, но во влажном воздухе и в присутствии углекислого газа на её поверхности образуются соединения зелёного цвета ((СиOН)₂СO₃). Напишите уравнения реакций коррозии меди.

2. Щелочные и щёлочноземельные металлы хранят под слоем керосина для предотвращения контакта с воздухом, так как они интенсивно взаимодействуют с составными частями воздуха. Напишите уравнения возможных реакций, сопровождающих коррозию этих металлов.

3. Что такое ингибиторы коррозии? Что такое протекторы? Чем отличается механизм их действия при защите металлов от коррозии?

4. Лужёное железо, покрытое защитной оловянной плёнкой, поцарапали. Что будет происходить с изделием?

5. О каком материале строка В. В. Маяковского: «По крыше выложили жесть. » ?

6. В начале XX в. из нью-йоркского порта вышла в открытый океан красавица яхта. Её владелец, американский миллионер, не пожалел денег, чтобы удивить свет. Корпус яхты был сделан из очень дорогого в то время алюминия, листы которого скреплялись медными заклёпками. Это было красиво — сверкающий серебристым блеском корабль, усеянный золотистыми головками заклёпок! Однако через несколько дней обшивка корпуса начала расходиться и яхта быстро пошла ко дну. Почему?

• Коррозия металлов. Ответы

Источник

Презентация урока по химии в 9 классе «Коррозия металлов»

Описание презентации по отдельным слайдам:

Me0 –ne = Me+n — окисление восстановитель Li — Al (без t) М + O2 Zn – Hg (t) = оксид Ag – Au (не окисляются) Е + неметалл = соль Li — Al = Me(OH)n Т + H2O + H2 Zn – H2, t = M2On А + кислота Li –H2 (Mg – H2 р-р) = соль(p) + H2 Л + соль (Mg – H2 р-р) = соль (р) + Ме Л + Mе2On = Mе + M2Om

Коррозия – самопроизвольное разрушение (окисление) металлов под действием факторов окружающей среды Хвастается новенький металл: «Как силен я, смел и как удал! Неподвластен никакой угрозе я. Кроме рыжей крысы с именем коррозия».

ЗНАЧЕНИЕ КОРРОЗИИ Приводит к разрушению приборов и конструкций, машин, крыш памятников, мостов. Вызывает серьезные экологические последствия: утечка нефти, газа, других химических продуктов. Отрицательно влияет на жизнь и здоровье людей. Чтобы защитить металл от коррозии необходимо знать ХИМИЧЕСКУЮ СУЩНОСТЬ происходящих при этом процессов.

Общее представление о коррозии (исторический этап) Химическая сущность коррозии(информационно-экспериментальный этап) Способы защиты металлов от коррозии (практический этап) ПЛАН УРОКА

ЭТАПЫ УРОКА практический информационно-экспериментальный исторический

I.Общее представление о коррозии (исторический этап).

Коррозионная стойкость металла зависит от: Самого металла Влияния среды 1586г. 1733г. Делийская колонна, возраст 2800 лет (IX в. до н. э.)

Этапы урока практический информационно-экспериментальный исторический

II. Химическая сущность коррозии (информационно-экспериментальный этап) Коррозионная стойкость металла зависит от: Самого металла Чистое железо не окисляется, причина коррозии – наличие примесей в металле, его неоднородность. Делийская колонна ω(Fe) – 99,72%

II. Химическая сущность коррозии (информационно-экспериментальный этап) Коррозионная стойкость металла зависит от: Влияния среды Виды коррозии / \ Химическая Электрохимическая

Химическая(газовая) коррозия – это разрушение металла окислением его в окружающей среде (среде неэлектролита ) без возникновения электрического тока в системе. 2Zn + O2 = 2ZnO металл не Плотная оксидная пленка, разрушается прекращающая доступ O2 (Аl, Pb, Sn) к металлу и дальнейшую коррозию 3Fe +2O2 = (FeO;Fe2O3)Fe3O4 Разрушение Смесь металла Рыхлая пленка приводит к полному разрушению металла

Электрохимическая коррозия – это разрушение металла в среде электролита с возникновением внутри системы электрического тока. 1. Нейтральная или щелочная среда (окислитель – кислород О2). cтакан №1 4Fe + 3O2 + 6H2O = 4 Fe(OH)3↓ ржавчина разрушение железа Fe — 3e = Fe3+ | 4 — окисление восстановитель O2 + 2*2e = 2O2- | 3 -восстановление окислитель

Электрохимическая коррозия стакан №2 2. Кислотная среда (окислитель – ионы водорода Н+). Fe + 2HCl =FeCl2 + H2 разрушение железа Fe — 2e = Fe2+ | 1 – окисление востановитель 2H+ +2e = H2 | 1 – восстановление окислитель

Электрохимическая коррозия стакан №3 Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2 разрушение цинка Zn; Zn -2e = Zn2+ | 1- окисление восстановитель Fe; 2H+ +2e = H2 | 1 – восстановление окислитель

Электрохимическая коррозия стакан №4 Fe + 2HCl =FeCl2 + H2 разрушение железа Fe; Fe- 2e = Fe2+ | 1 – окисление восстановитель Cu; 2H+ +2e = H2 | 1 – восстановление окислитель

Выводы: При взаимном контакте двух металлов в среде электролита, более активный металл (стоящий левее) будет разрушаться (окисляться).

Определите, какой металл будет разрушаться в следующих парах Cu-Zn Sn-Zn Cu-Ag Fe-Zn Mg-Sn Fe-Cu

Решение проблемы коррозии Рыжей крысе – ржавчине, что шарит по углам, Ни одной железочки больше я не дам! Пусть не разевает свой зубастый рот – Ей больше не достанется «железный бутерброд».

Этапы урока практический информационно-экспериментальный исторический

III. Способы защиты металлов от коррозии (практический этап) 1. Нанесение защитных покрытий Неметаллических лаки, краски. Металлических – покрытие слоем других металлов Cr, Ni, Sn, Zn, Au Лужение – покрытие железного листа слоем олова (консервная банка).

III. Способы защиты металлов от коррозии (практический этап) 2. Использование нержавеющих сталей сплавы содержащие Cr, Ni, Ti. скульптура «Рабочий и колхозница» нержавеющая сталь обелиск «Покорителям космоса» титановый сплав

III. Способы защиты металлов от коррозии (практический этап) 3. Протекторная защита — создание контакта с более активным металлом протектором 4. Обработка среды: Удаление окислителей (деаэрация – удаление кислорода) (рис.17стр.48). Использование замедлителей коррозии – ингибиторов.

Домашнее задание § 10, конспект. Упр.1.(Прага)

Курс повышения квалификации

Дистанционное обучение как современный формат преподавания

• Сейчас обучается 801 человек из 76 регионов

Курс профессиональной переподготовки

Методическая работа в онлайн-образовании

• Сейчас обучается 24 человека из 13 регионов

Курс повышения квалификации

Современные педтехнологии в деятельности учителя

• Курс добавлен 23.09.2021
• Сейчас обучается 46 человек из 23 регионов

Ищем педагогов в команду «Инфоурок»

Номер материала: ДВ-143587

Международная дистанционная олимпиада Осень 2021

Не нашли то что искали?

Вам будут интересны эти курсы:

Оставьте свой комментарий

Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.

Безлимитный доступ к занятиям с онлайн-репетиторами

Выгоднее, чем оплачивать каждое занятие отдельно

Минпросвещения будет стремиться к унификации школьных учебников в России

Время чтения: 1 минута

Вопрос о QR-кодах для сотрудников школ пока не обсуждается

Время чтения: 2 минуты

Минпросвещения разрабатывает образовательный минимум для подготовки педагогов

Время чтения: 2 минуты

В Пензенской области запустят проект по снижению административной нагрузки на учителей

Время чтения: 1 минута

Рособрнадзор откажется от ОС Windows при проведении ЕГЭ до конца 2024 года

Время чтения: 1 минута

В 16 регионах ввели обязательную вакцинацию для студентов старше 18 лет

Время чтения: 1 минута

Подарочные сертификаты

Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.

Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.

Источник