Какие факторы способствуют замедлению коррозии металлов
Обновлено: 25.06.2024
Для замедления коррозии металлов , соприкасающихся с кислотами, используют специальные вещества, которые носят название ингибиторов. Например, небольшая добавка формалина к соляной кислоте предотвращает разрушение многих металлов в ней. [2]
Для замедления коррозии металлов ъ этих средах рекомендуется смесь каптакса ( 0 02 %) и ОП-7 ( 0 1 %), однако эти смеси малоэффективны по отношению к черным металлам в условиях транспортировки и хранения ВК и КНМК. [4]
При выборе ПАВ для замедления коррозии металла в среде двух несмешивающихся жидкостей, среди которых одна является электролитом, учитывалось то, что коррозия металла в этих условиях определяется в конечном счете воздействием агрессивного электролита, содержащего сероводород. [5]
Известно, что для замедления коррозии металла в агрессивной среде водорастворимыми ингибиторами необходимо поддерживать их концентрацию достаточно высокой. Такая концентрация называется защитной. Следует, однако, учесть, что в поверхностном слое металла для торможения коррозии используется незначительная часть содержащегося в объеме среды ингибитора. Если же снизить защитную концентрацию, скорость десорбции превысит скорость адсорбции, и защита металла от коррозии не будет достигнута. [6]
Таким образом, существующие взгляды на процесс замедления коррозии металлов с помощью ингибирующих добавок в двухфазных системах типа электролит - углеводород свидетельствуют о своеобразии и специфичности их защитного действия в рассматриваемых условиях. Очевидно, изучение этого вопроса нельзя вести в отрыве от тех общепринятых теоретических представлений, которые сложились к настоящему времени о механизме защитного действия ингибиторов коррозии вообще и органических ингибиторов в частности. [7]
Наряду с усилением коррозии в ряде случаев отмечается замедление коррозии металлов в средах, содержащих железобактерии, по сравнению со стерильными средами. Ингибирующее действие бактерий, очевидно, связано с повышением экранирующего эффекта образующейся на металле пленки продуктов коррозии сложного состава. [8]
Вторая форма кремниевой кислоты наиболее эффективна в отношении замедления коррозии металла ; первая форма дает довольно хорошие результаты; третья форма плохо тормозит коррозию, а четвертая форма вообще не дает заметного эффекта. [9]
Патент США, № 4111830, 1978 г. Для замедления коррозии металлов , находящихся в контакте с жидкостью в системе, предлагается обрабатывать эту жидкость, например воду в ядерном реакторе, добавками растворимых в воде ионов ртути и катионов металлов I и II групп. Такие смеси оказывают взаимоусиливающее действие на ингибирование коррозии, которое значительно сильнее действия отдельной компоненты. [10]
Ингибиторы коррозии - вещества, введение которых в относительно небольших кол-вах в агрессивную среду вызывает заметное замедление коррозии металлов и сплавов. При этом используются высокомолекулярные органические ингибиторы, содержащие азот, серу или кислород, растворимые в углеводородах, воде или метаноле. Различают непрерывный ввод раствора И.к. в добываемую или транспортир, среду, а также периодич. [11]
ИНГИБИТОРЫ КОРРОЗИИ - вещество или смесь веществ, введение к-рого в небольших кол-вах в агрессивную среду вызывает заметное замедление коррозии металлов и сплавов. Это обусловлено тем, что ингибирова-ние - замедление процесса коррозии - является одним из наиболее простых и во многих случаях экономически целесообразных и рациональных методов борьбы с внутренней коррозией. Ингибиторная защита не требует сложного аппаратурного оформления, может быть использована как на новом, так и на уже эксплуатируемом оборудовании, позволяет в процессе эксплуатации легко заменять используемый И. Величина замедления зависит от состава среды и ингибитора, вида защищаемого материала, а также целого ряда факторов. Поэтому нельзя создать ингибитор, к-рый был бы достаточно эффективен во всех случаях. Этим объясняется необходимость разработки разл. [12]
Очевидно, металл, защищенный таким маслом, не должен подвергаться коррозии около года, даже в условиях высокой влажности воздуха. Опыт показывает [6], что в эмульсии М / В наблюдается замедление коррозии металла , так как в водной фазе находится ОМЭА, выполняющий роль ингибитора. [13]
Сравнивая кривые на рис. 46 и рис. 47, можно отметить, что защитное действие ПАВ для образцов, контактирующих с двумя несмешивающимИ Ся средами, заметно ниже защитного действия ПАВ для образцов, контактирующих только с водной средой. Это свидетельствует о наличии двух параллельно протекающих в водной среде процессов при замедлении коррозии металла углеводо-родорастворимыми ингибиторами - проникновение молекул ПАВ по поверхности металла и диффузии их через раствор электролита. [15]
Какие факторы способствуют замедлению коррозии металлов
Получение металлов. Электролиз. Коррозия металлов
Вариант 1
1.Напишите уравнения реакций: а) получения цинка из оксида цинка путем восстановления углём; б) получения кобальта из оксида кобальта (II) путем восстановления водородом; в) получения титана из хлорида титана (IV) магний термическим способом. Реакцию в разберите как окислительно-восстановительную: обозначьте степени окисления атомов и расставьте коэффициенты, определив их методом электронного баланса.
2.Составьте схемы и уравнения реакций, протекающих при электролизе: а) расплава хлорида калия; б) раствора бромида цинка; в) раствора сульфата железа (II).
3.В чем заключается сущность коррозии металлов? Какие виды коррозии вам известны?
Коррозия – это самопроизвольное разрушение металлов и сплавов в результате химического, электрохимического или физико-химического взаимодействия с окружающей средой.
4.На стальной крышке поставлена медная заклёпка. Что раньше разрушится – крышка или заклёпка? Почему?
Стальная крышка, поскольку она включает в себя железо, а железо более активный металл, чем медь и будет скорее коррозировать. Также железо с медью образуют гальваническую пару, где железо – анод, и разрушается скорее, в медь – катод, остается нетронутым.
Вариант 2
1.Напишите уравнения реакций: а) получения железа из оксида железа (III) алюминотермическим способом; б) получения меди из оксида меди (II) путём восстановления углём; в) получения вольфрама из его высшего оксида путем восстановления водородом. Реакцию в разберите как окислительно-восстановительную: обозначьте степени окисления атомов и расставьте коэффициенты, определив их методом электронного баланса.
2.Составьте схемы и уравнения реакций, протекающих при электролизе: а) раствора бромида меди (II); б) раствора иодида натрия; в) раствора нитрата свинца (II).
3.Какие факторы приводят к усилению коррозии металлов?
4.Почему лужённый (покрытый оловом) железный бак на месте повреждения защитного слоя быстро разрушается?
Также железо с оловом образуют гальванический элемент, где железо – анод, и разрушается скорее, а олово – катод, остается нетронутым.
Вариант 3
1.Напишите уравнения реакций: а)получения меди из оксида меди (II) путём восстановления водородом; б) получения железа из оксида железа (III) путем восстановления оксидом углерода (II); в) получения ванадия из оксида ванадия (V) кальцийтермическим способом. Реакцию в разберите как окислительно-восстановительную: обозначьте степени окисления атомов и расставьте коэффициенты, определив их методом электронного баланса.
2.Составьте схемы и уравнения реакций, протекающих при электролизе: а) расплава хлорида кальция; б) раствора бромида калия; в) раствора сульфата цинка.
3.Какие факторы способствуют замедлению коррозии металлов?
-Нейтрализация или обескислороживание коррозионных сред, а также применение различного рода ингибиторов коррозии;
-Устранения из металла или сплава примесей, ускоряющих коррозионный процесс (устранение железа из магниевых или алюминиевых сплавов, серы из железных сплавов).
-Исключение неблагоприятных металлических контактов или их изоляция, устранение щелей и зазоров в конструкции, устранение зон застоя влаги.
4. Какие металлы при взаимном контакте в присутствии электролита быстрее разрушаются: а) медь и цинк; б) алюминий и железо? Почему?
Быстрее разрушаться будет более активный металл из данной пары
а) цинк более активный металл, чем медь;
б) алюминий более активный металл, чем железо.
Вариант 4
1.Напишите уравнения реакций: а)получения молибдена из его высшего оксида путем восстановления водородом; б)получения хрома из оксида хрома (III) алюминотермическим способом; в) получения никеля из оксида никеля (II) путем восстановления углем. Реакцию в разберите как окислительно-восстановительную: обозначьте степени окисления атомов и расставьте коэффициенты, определив их методом электронного баланса.
2.Составьте схемы и уравнения реакций, протекающих при электролизе: а)раствора хлорида меди (II); б) раствора иодида натрия; в) раствора нитрата никеля (II).
3.Перечислите способы борьбы с коррозией металлов.
4.Почему на оцинкованном баке на месте царапины цинк разрушается, а железо не ржавеет?
Цинк более активный металл, чем железо. Также железо с цинком образуют гальванический элемент, где цинк – анод, и разрушается скорее, а железо – катод, остается нетронутым.
Коррозия металлов
Цели и задачи урока_____________________________2 стр.
Вступительное слово учителя________________2 – 3 стр.
Изучение нового материала__________________3-5 стр.
Первичная проверка усвоения знаний__________5 стр.
Контроль знаний____________________________5-6 стр.
Выводы по уроку, домашнее задание________________6 стр.
Тема урока: «Коррозия металлов».
Цель урока: создание условий для восприятия и первичного закрепления нового учебного материала, осмысление связей и отношений в объектах изучения.
Образовательные:
формирование представления о коррозии металлов как самопроизвольном окислительно-восстановительном процессе, её видах, причинах, механизме и способах защиты;
формирование личностных УУД.
Развивающие:
развитие умений проведения химического эксперимента с соблюдением правил техники безопасности, построения логических цепочек и умения делать выводы из наблюдений, прогнозировать решение некоторых проблем;
развитие познавательных УУД.
Воспитательные:
развитие коммуникативных УУД.
Тип урока: изучение нового материала.
Методы и приемы обучения: метод проблемного изложения материала, метод поисковой беседы, исследовательский метод.
Оборудование: компьютер, мультимедиа, таблицы: «Коррозия металлов», «Защита металлов от коррозии», опорный конспект «Коррозия металлов».
Реактивы для выполнения демонстрационных опытов: раствор NaCl, Al, Fe, Cu, Zn, медная проволока, 7 пробирок, фенолфталеин.
1 этап. Вступительное слово учителя (подготовка к изучению нового материала) – 5 мин.
Урок начинается с чтения сказки, главным персонажем которой является дракон. В сказке дракон олицетворяется с процессом коррозии.
«В царство металлов проник дракон. Он захватил символ Парижа – Эйфелеву башню. И только постоянная химиотерапия помогает сопротивляться разрушительному действию сил дракона. Также по вине дракона 31 января 1957 года обрушился железный мост в Квебеке (Канада), введенный в эксплуатацию в 1947 году. Рухнуло одно из самых высотных сооружений в мире – 400-метровая антенная мачта в Гренландии. Одна только «Железная колонна» (Дели) успешно противостоит ненасытному дракону. На протяжении десятков лет колонна является предметом оживленных споров между учеными, которые даже в эпоху высоких технологий не в состоянии объяснить, почему за свою 1600-летнюю историю она практически не поддалась воздействию дракона».
Учащиеся определяют тему урока «Коррозия металлов» и совместно с учителем определяют цели и задачи урока.
2 этап. Изучение нового материала – 15 мин.
1. Определение коррозии металлов – процесс разрушения металлов и их сплавов под воздействием окружающей среды
Me 0 – ne = Me +n
2. Определение факторов, способствующих коррозии.
а) роль кислорода воздуха в коррозии железа (учащийся представляет результаты заранее проведенного домашнего эксперимента). В две пробирки была налита вода, в одной из них кипяченая. В обе пробирки были помещены железные гвозди, очищенные наждачной бумагой. Пробирки закрывались резиновыми пробками. Происходит обсуждение результатов эксперимента, учащиеся делают выводы о влиянии кислорода на процесс коррозии.
б) коррозия металлов при наличии двух условий:
контакта двух различных металлов
В начале урока закладывается серия опытов. Наливают в семь пробирок раствора поваренной соли. В каждую пробирку прибавляют по 2-3 капли фенолфталеина. Помещают в каждую пробирку тщательно зачищенные кусочки металлов: 1-алюминий, 2-железо, 3-медь, 4-цинк, 5-алюминий, обвитый медной проволокой, 6-железо, обвитое медной проволокой, 7-цинк, обвитый медной проволокой.
Учащиеся наблюдают появление розового окрашивания, отмечая, где оно появляется быстрее. Делают выводы. Анализ результатов позволяет перейти к следующей части урока.
Виды коррозии
По характеру разрушения металла различают коррозию сплошную, язвенную и точечную(демонстрация фотографий коррозии металлов).
химическая (газовая) коррозия – происходит в сухих газах, при полном отсутствии влаги.
вос-ль Сu 0 – 2e→ Cu 2+ /2/ окисление
ок-ль O2 0 +4e→2O 2- /1/ восстановление
Вывод: кислород оказывает огромное влияние на процесс коррозии, являясь одним из наиболее агрессивных ее факторов.
электрохимическая коррозия – происходит в среде электролита с возникновением электрического тока. Это такая коррозия, в результате которой наряду с химическими процессами (процесс окисления), происходят электрические (перенос электронов от одного участка изделия к другому).
Учитель вспоминает еще раз о разрушении Эйфелевой башни, она ржавеет и разрушается. Это сложный процесс, который включает несколько стадий. Суммарно оно выглядит следующим образом:
4Fe + 6H2O(влага) + 3O2(воздух) → 4Fe(OH)3 (учащиеся самостоятельно рассматривают окислительно – восстановительые процессы, делают выводы).
Однако химически чистое железо почти не корродирует. Техническое железо, содержащее различные примеси, например, в чугунах и сталях, ржавеет. Если на контакт двух металлов (железо и медь) попадает раствор электролита, например, соляная кислота, то образуется гальванический элемент, и начинается окислительно-восстановительная реакция. В результате реакции более активный металл (железо) окисляется и переходит в раствор, а ионы водорода восстанавливаются на менее активном металле (меди):
в-ль Fe 0 – 2e →Fe 2+ (ок-ие)
ок-ль 2H + + 2e → H2 (вос-ие)
Способы защиты металлов от коррозии.
Далее учитель рассказывает о том, что еще в Древнем Египте было замечено, что латунные изделия (сплав меди и цинка) со временем покрываются слоем губчатой меди, а цинк окисляется. В средние века было рассмотрено отбеливание монет из сплава меди с серебром в растворе винного камня, при этом медь растворялась, а на поверхности монеты оставалось серебро.
1.Защитные поверхностные покрытия:
а) металлическое (цинк, олово, никель, свинец)
б) неметаллические (лаки, краски, эмали…)
2.Создание сплавов с антикоррозионными свойствами – легирование
металлов (никель, кобальт, хром, вольфрам…)
3. Введение ингибиторов
4. Протекторная защита
3 этап. Первичная проверка усвоения знаний – 15 мин.
Разбираем результаты демонстрационных опытов, записываем уравнения, рассматривая их как окислительно-восстановительные процессы (работа в группах), предоставляем результаты работы в группах. По окончании работы еще раз делаются выводы.
4 этап. Контроль знаний – 8 мин.
Самостоятельная работа «Коррозия металлов» по вариантам.
Что такое «коррозия»? Какие факторы способствуют замедлению коррозии металлов?
На стальной крышке поставлена медная заклепка. Что разрушится раньше – крышка или заклепка? Почему?
Какие виды коррозии вам известны?
Почему луженный (покрытый оловом) железный бак на месте повреждения защитного слоя быстро разрушается?
Какие факторы, способствуют усилению коррозии?
Какие металлы при взаимном контакте в присутствии электролита быстрее разрушаются Cu или Zn, Al или Fe? Почему?
Перечислите способы борьбы с коррозией?
Почему на оцинкованном баке на месте царапины цинк разрушается, а железо не ржавеет?
Способы борьбы с коррозией металлов
Коррозией металла называется нарушение его структуры в результате химических или электрохимических реакций. Это может приводить к разрушению деталей, конструкций, приводить к выходу из строя узлов автомобилей, станков, другого производственного оборудования, инструментов, трубопроводов и иных металлических изделий. Каждый год коррозия разрушает около 13 миллионов тонн металла.
Предотвратить и замедлить этот негативный процесс призваны меры антикоррозийной защиты металла. На это в мире тратится ежегодно более 2,5 триллионов долларов США, по данным NACE International. Как показывает практика, металлические изделия просто не способны служить без специальных защитных мер в течение длительного времени
Причины коррозии металлов
Основными «виновниками» коррозии являются воздействие природных факторов – воды и повышенной влажности, высокой температуры, кислых веществ с содержанием сульфатов и хлоридов, взвешенных в воздухе частиц различных веществ, солей, промышленных смазочных составов.
Виды коррозии металлов
В зависимости от того, какие именно реакции протекают на границе металла с окружающей средой, выделяют три основных вида коррозии.
- Химическая развивается, когда металл соприкасается с солями или сухими газообразными соединениями. Яркий пример – контакт днища кузова автомобиля с солью, которой зимой в России посыпают автодороги. На деталях машин образуется слой из солей натрия и калия, разъедающих сталь и любой другой металл.
- Электрохимическая происходит при соприкосновении с водой. Встречается чаще других видов.
- Биологическая (биокоррозия) заключается в том, что поверхность металла разрушают микроорганизмы или радиоактивное излучение.
В соответствии с формой поражения коррозия может быть точечной, когда появляются узкие глубокие отверстия внутри металла с сохранением целостности поверхности. Она чаще наблюдается в изделиях из алюминиевых сплавов и нержавеющей стали.
Второй тип – равномерная коррозия, проявляющаяся на поверхности металла в виде равномерного слоя отложений. Третий – щелевая, захватывает участки с небольшими углублениями, где накапливается влага. Четвертый – межкристаллическая, развивается в зернистой структуре металла, приводя к локальным повреждениям. Выделяют также коррозионное растрескивание, когда под действием агрессивной среды в сочетании с постоянной или периодической высокой нагрузкой в металле появляются трещины.
Способы борьбы с коррозией
Сегодня применяются различные способы защиты металлов от коррозии. Выбор определяется условиями эксплуатации металлических изделий, в том числе климатом региона, характеристиками самой металлической конструкции, а также совместимостью антикоррозийного состава и обрабатываемого материала, другими факторами.
Все виды борьбы с коррозией металла можно разделить на три основных, направленных на изменение одного из факторов:
- свойств самого металла;
- свойств окружающей среды;
- характера взаимодействия металлического изделия и среды на границе контакта.
Изменение свойств металла для предотвращения коррозии
В эту группу методов включаются легирование, поверхностная и термическая обработка. Первые два можно отнести к химическим методам. Третий – к технологическим методам.
Легирование предполагает включение в состав металла в процессе его производства химических элементов, которые наименее склонны вступать в химическую реакцию с кислородом. Эти компоненты по возрастанию химической эффективности располагаются в следующем порядке: хром, медь, цинк, серебро, алюминий, платина.
Другой способ – металлизация (гальванический метод), когда поверхность изделия покрывается более устойчивым к действию кислорода металлом. Он подается в мелкодисперсном виде в форме ионизированного потока. Сюда относятся холодное цинкование и горячее цинкование.
Для защиты от коррозии могут также применяться фосфатирование или оксалатирование – обработка поверхности металла фосфатными солями марганца и цинка, либо щавелевой кислоты.
Термическая обработка означает нагрев металла до температуры выше +900◦С. Как правило, применяется в сочетании с насыщением поверхности заготовки хромом, азотом, алюминием, кремнием и другими элементами, повышающими сопротивляемость металла коррозии.
Перечисленные выше методы защиты относят к активным. Сюда же можно причислить и преобразование структуры двойного электрического слоя - анодирование. На металлическую поверхность воздействуют постоянным электрическим полем с заданными параметрами напряжения, которые подбираются в соответствии со свойствами металла. Это увеличивает его электродный потенциал и повышает устойчивость к коррозии верхнего слоя. Такой способ обычно используют для создания антикоррозийной защиты алюминия.
Изменение свойств окружающей среды
Параметры окружающей металлическое изделие среды можно менять с помощью ее ингибирования, обескислороживания, осушения воздушной смеси и устранения агрессивных веществ – солей, кислот и других.
Если объект небольшой, вокруг него может создаваться вакуум: в воздухе практически не остается кислорода, соответственно, риск появления коррозии минимизируется.
Другой метод – заполнение пространства вокруг металлической детали или конструкции инертным газом (неоном, ксеноном, аргоном). Этот способ дает высокий эффект, но довольно сложен в применении: необходимо обустройство защитной камеры, а также наличие специальных защитных костюмов для людей, обслуживающих оборудование из металла. Его используют обычно в научно-исследовательских лабораториях и на опытных производственных участках, где требуется поддерживать особый микроклимат.
Изменение характера взаимодействия металла со средой
Это антикоррозийная обработка металла, для которой применяется большое разнообразие способов.
- Защитные покрытия – лаков и красок, масел, смазок и так далее.
- Устранение катодной поляризации в форме защиты от коррозии контактного типа, электродренажа, удаления блуждающих токов и так далее.
- Грамотное проектирование металлических конструкций, при котором подбирается наиболее устойчивый к действию факторов конкретной среды металл, устраняются зазоры, застойные зоны, соприкосновения разнородных металлов, и так далее.
Для борьбы с коррозией металлов широко распространены лакокрасочные покрытия. На сегодняшний день этот вариант применяется особенно часто. Используются специальные органические ЛКМ, компоненты которых не вступают в реакцию с кислородом, в также составы с алюминием. Первые перекрывают доступ О₂. Вторые не допускают коррозионного разрушения стали за счет наличия в составе химически инертного элемента – алюминия. Кроме того, используют защитные пленки и жидкий пластик – относительно новое решение.
На эффективность такой защиты влияют качество подготовки металлической поверхности к нанесению покрытия, равномерность его нанесения, толщина и прочность слоя, исключение образования воздушных полостей и другие факторы.
Этот способ отличается простотой реализации и низкими финансовыми затратами. Однако эффект недолговечен: со временем происходит механическое разрушение покрытия. Важно также понимать, что ЛКМ и пленки препятствуют появлению коррозии, но не способны его предотвратить, что дает основания называть данный способом защиты от коррозии пассивным. Можно покрыть ржавый металл специальной краской, которая трансформирует ржавчину и создаст антикоррозийный защитный слой.
К необычным способам относится высоковязкая технологическая смазка из окислов железа – закиси-окиси Fe3O4. Температура образования данного вещества составляет +250-500◦С. Им можно обработать металл, чтобы не ржавел. Образуя на поверхности плотную пленку, Fe3O4 не дает кислороду проникать к металлу, не позволяя развиваться трибохимической коррозии. Данный метод применяется на металлургических предприятиях в процессе скоростной высадки сплавов и металлов труднодеформируемых типов.
Способы удаления коррозии
Если ржавчина на металле уже появилась, риск разрушения деталей или конструкций резко возрастает. Необходимо удалить коррозию, для чего предлагается использовать один из способов.
- Ручная механическая очистка – традиционный вариант. Поверхность изделия обрабатывается металлической щеткой, наждачной бумагой либо абразивным кругом. Можно делать это вручную или с помощью дрели с соответствующей насадкой, либо углошлифовальной машины. Метод требует больших усилий и много времени.
- Специальные химические составы, вступающие в реакцию с оксидом железа. Данный вариант актуален для изделий, форма которых сложная, поверхность рифленая. Однако применять этот метод на изделиях с неметаллическими компонентами нельзя. Кроме того, работа с такими средствами требует особой осторожности, поскольку они могут нанести вред здоровью человека.
- Электрохимический способ. Металлическое изделие опускают в раствор электролита, подключив к источнику электротоку. Ток, проходящий через электролит и деталь, заставляет слой ржавчины отделяться от ее поверхности. Но этот вариант подходит не для всех изделий из металла.
- Пескоструйная и дробеструйная обработка, ультразвук очищают металл от оксида железа, отбивая его от поверхности.
- Сухой лед (криобластинг) – очищение с помощью струи из гранул сухого льда. При ударе о металл происходит испарение частичек льда. Высвобождается углекислый газ: мгновенно расширяясь, он захватывает и удаляет ржавчину.
Вложения в защиту металла от коррозии позволяют продлить срок службы деталей и конструкций, а, значит, увеличить периодичность их замены.
Максимальный эффект дает сочетание нескольких методов. Например, для сохранения металлических элементов, находящихся под водой, применяют комбинацию катодной защиты и ЛКМ. Антикоррозийная защита направляющих насадок гребных винтов включает применение коррозионностойкой стали, электроразъединение разнородных материалов, катодную защиту и ЛКМ.
Конспект урока по химии на тему: "Коррозия металлов"
Просмотр содержимого документа
«Конспект урока по химии на тему: "Коррозия металлов"»
Цель урока: -- Познакомить обучающихся с природными соединениями металлов.
-- Ознакомить обучающихся с металлургией и её видами: пиро-, гидро-, электрометаллургией.
-- Познакомить обучающихся с понятием коррозии металлов, и способами защиты от нее.
Образовательные:
Формирование понятия металлургии.
Развивающие:
Воспитательные:
1 этап. Вступительное слово учителя (подготовка к изучению нового материала)
2 этап. Изучение нового материала
Природные соединения металлов
В природе металлы встречаются чаще всего в виде соединений (метал лических руд). Объясняется это высокой химической активностью метал лов. Вопрос обучающимся: «Могут ли металлы находиться в природе в свободном (или самородном) состоянии, т. е. в виде М°? Если могут, то, какие это металлы?» Ответ очевиден, что это металлы низкой химической активности. Обобщаем, что металлы могут встречаться в природе или в виде простого вещества (самородки) или в виде слож ного вещества. Запись в тетрадях:
Благородные металлы — Аи, Pt, встречаются в природе только в сво бодном виде.
Активные металлы (до Sn) встречаются только в виде соединений.
Некоторые металлы встречаются и в свободном виде и в виде соеди нений (Sn, Cu, Hg, Ag).
Чаще всего металлы в природе встречаются в виде солей неорганичес ких кислот: хлоридов, нитратов, сульфатов, сульфидов, карбонатов, а так же оксидов.
Вопрос обучающимся: Как вы думаете, ребята, какой основной химический процесс ле жит в основе получения металлов?
• Большинство металлов встречаются в природе в составе соеди нений, в которых металлы находятся в положительной степени окисления М+п, значит для того чтобы их получить в виде М°, необходимо про вести процесс восстановления.
Сообщаем, что получением металлов из их соединений занима ется важнейшая отрасль промышленности, называемая металлургией. Но прежде чем восстановить природное соединение металла необходимо пе ревести его в форму доступную для обработки. Это может быть обжиг руд для перевода металла в оксид его или растворение нерастворимых соедине ний: обработка кислотами, содой и др. Катионы металлов М+п в металлур гических процессах являются окислителями. Восстановителями выступают следующие вещества: С (уголь), Н2, СО, Al, Mg, активные ме таллы — ЩМ, ЩЗМ, электрический ток.
Знакомим ребят с общими способами получения металлов: Пирометаллургия — это восстановление металлов из их руд, происходя щее при высоких температурах. Примеры:
Обжиг (окисление): 2PbS + ЗО2 = 2РЬО + 3SO2↑
Плавка (восстановление): РЬО + Н2 = Pb + Н2О
WO3 + ЗН2 = W + ЗН2О
TiCl4 + 2Mg = Ti + 2MgCl2
Гидрометаллургия — это методы восстановления металлов из растворов
их солей другими более активными металлами:
CuO + H2SO4 = CuSO4 + Н2О
CuSO4 + Fe = FeSO4 + Сu
Этим способом получают следующие металлы: Ag, Au, Zn, Zn, Mo.
Электрометаллургия — это методы восстановления металлов с по мощью электрического тока. Данный метод основан на электролизе растворов или расплавов соединений металлов. Наиболее активные металлы получают электролизом расплавов их соединений:
2КС1(расплав) →2K° + С12↑
Таким способом получают активные металлы (ЩМ, ЩЗМ, алюминий).
1. Определение коррозии металлов
При взаимодействии металлов с веществами окружающей среды на их поверхности образуются соединения , обладающие совершенно иными свойствами, чем сами металлы. В обычной жизни мы часто употребляем слова «ржавчина», «ржавление», видя коричнево-рыжий налет на изделиях из железа и его сплавов.
Коррозия – процесс разрушения металлов и их сплавов под воздействием окружающей среды
Виды коррозии
По характеру разрушения металла различают коррозию сплошную, язвенную и точечную (демонстрация фотографий коррозии металлов)
Читайте также: