Коррозия металла опыт с гвоздями

Обновлено: 02.07.2024

Сайт Обучонок содержит исследовательские работы и проекты учащихся, темы творческих проектов по предметам и правила их оформления, обучающие программы для детей.

Код баннера:

Исследовательские работы и проекты

Способы защиты металла от коррозии

Методы защиты металлов от коррозии

1) Анодная защита - покрытие металла более активным металлом. Например, в гальванической паре Zn - Fe (оцинкованное железо) защищено железо, в паре Zn -Cu защищена медь. К днищам кораблей прикрепляют протекторы - слитки металла более активного, чем обшивка днища корабля. Чаще всего это - протекторная защита с помощью цинка.

Катодная защита - защита менее активным металлом (луженое железо). Например, покрытие железа оловом (луженое железо).

2) Отделение металла от агрессивной среды (окраска, смазка, покрытие лаками, эмалями). Ученые создали новое стеклокристаллическое покрытие, которое отличается стойкостью и способностью работать при более высокой, чем металлы, температуре

3) Использование замедлителей коррозии - ингибиторов. Чаще это органические вещества или неорганические соли (нитрат натрия, хроматы стронция, свинца, цинка).

4) Электрозащита - нейтрализация тока, возникающего при коррозии, постоянным током, пропускаемым в противоположном направлении. Защищаемую конструкцию присоединяют к катоду внешнего источника тока, а анод заземляют.

Так обычно защищают трубы нефтепровода, газопровода, ни в коем случае нельзя перепутать полюса тока, ошибки должны быть исключены.

5) Пассивация металлов - это образование на поверхности металла плотно прилегающего оксидного слоя, защищающего от коррозии. Например, железо пассивируют погружением изделия в концентрированную азотную кислоту. Пассивированное железо перестает взаимодействовать с кислотами с выделением водорода. Устранить пассивацию можно разрушением пленки.

6) Изготовление сплавов, стойких к коррозии. В результате снижения содержания углерода в нержавеющей стали до 0,1% стало возможным изготовлять из неё листовой прокат (коррозийнно-стойкая сталь).

Изучив сущность коррозии и её основные свойства, мы решили провести несколько опытов по выявлению причин и условий появления ржавчины, а также по изучению способов защиты от воздействия коррозии.

Получение эффекта коррозии (опыт с гвоздём)

Делать это необходимо, пока перекись еще влажная. Процесс ржавления начинается практически сразу. После этого гвоздю нужно высохнуть естественным образом, на свежем воздухе. Таким образом, с помощью искусственной коррозии нами был получен ржавый гвоздь. Результат опыта представлен в приложении 5.

Способы защиты металла от коррозии

Опыт проводился с целью изучить народные средства по удалению ржавчины, которые безопасны и могут быть использованы в быту.

По результатам опыта (приложение 6), самыми эффективными средствами оказались: средство от ржавчины (в состав которого входят различные сильные кислоты: соляная, ортофосфорная, серная, кремниевая и другие), уксус (за счёт содержания в нём концентрированной уксусной кислоты, разъедающей ржавый налет), кетчуп (благодаря разбавленной уксусной кислоте, входящей в его состав).

Заключение

Таким образом, при выполнении исследовательской работы, мы выяснили, что коррозия - явление, приносящее не только экономический ущерб, но также отрицательно влияющее на здоровье человека, приносящее ему материальный ущерб и негативно отражающееся на состоянии окружающей среды.

Было обнаружено, что с процессом коррозии, то есть разрушением изделий из металла, мы сталкиваемся в повседневной жизни. В ходе исследований, выдвинутая нами гипотеза подтвердилась - коррозия действительно подконтрольна, зная процессы и причины её возникновения. Также, с помощью опытов выявилось, что защитить металлы от коррозии можно доступными народными средствами. В эпоху современной промышленности, проблема коррозии до сих пор остается актуальной.

Для написания данной работы были использованы ресурсы сети Интернет.

ГДЗ учебник по химии 7 класс Габриелян. Практическая работа №6. Номер №1

Вам наверняка известен процесс коррозии (ржавления) железа. Под действием внешних условий на металле образуется ржавчина. В этой работе вы выясните, как влияют внешние условия на скорость коррозии железа.
Для проведения эксперимента вам понадобятся три пластиковые бутылки с крышками объемом 250 — 500 мл; три больших гвоздя длиной 5 — 10 см; мыло; наждачная бумага для зачистки гвоздей; кипяченая вода; водопроводная вода из−под крана; поваренная соль.
Гвозди нужно помыть с мылом, чтобы избавиться от слоя масла, который защищает их от ржавления. Когда гвозди высохнут, зачистите их поверхность наждачной бумагой и промойте кипяченой водой.
Первую бутылку полностью заполните холодной кипяченой водой, положите туда гвоздь и плотно закройте крышкой.
Вторую бутылку заполните наполовину холодной водой из−под крана. Положите туда гвоздь. Крышкой бутылку закрывать не надо.
В третью бутылку сначала насыпьте две столовые ложки поваренной соли. Заполните ее наполовину холодной водой из−под крана, закройте крышкой и хорошо перемешайте. Когда вся соль растворится, поместите в бутылку третий гвоздь. Крышкой бутылку закрывать не надо.
Чтобы ничего не перепутать, с помощью фломастера пронумеруйте каждую бутылку. Поставьте бутылки в укромное место. Если вода из второй и третьей бутылок будет испаряться, то просто доливайте в них воду из−под крана.
Если все сделано правильно, то через неделю на гвоздях должна образоваться ржавчина. Посмотрите, где ее больше, а где меньше.
Запишите свои наблюдения, расставив номера бутылок напротив соответствующих описаний, например:
ржавчины образовалось мало или ее практически не заметно;
ржавчина хорошо заметна, она крепко держится на гвозде;
ржавчины много, она не держится на гвозде, осыпается с него и образует на дне бутылки бурый осадок.
Сделайте выводы, как влияют на процесс коррозии состав раствора и доступ воздуха.

Решение

Ход работы:
Гвозди помыл(а) с мылом, чтобы избавиться от слоя масла, который защищает их от ржавления. После высыхания гвоздей, зачистил(а) их поверхность наждачной бумагой и промыл(а) кипяченой водой.
Первую бутылку полностью заполнил(а) холодной кипяченой водой, положил(а) туда гвоздь и плотно закрыл(а) крышкой.
Вторую бутылку заполнил(а) наполовину холодной водой из−под крана и положил(а) туда гвоздь. Крышкой бутылку не закрывал(а)
В третью бутылку сначала насыпал(а) две столовые ложки поваренной соли, псоле чего заполнил(а) ее наполовину холодной водой из−под крана, закрыл(а) крышкой и хорошо перемешал(а). Когда вся соль растворилась, поместил(а) в бутылку третий гвоздь, крышкой бутылку не закрывал(а).
Чтобы ничего не перепутать, с помощью фломастера пронумеровал(а) каждую бутылку.
Сосуд с кипяченой водой, герметично закупоренный − 1
Сосуд с водопроводной водой, открытый − 2
Сосуд с водопроводной водой, открытый, немного подсоленный − 3
Поставил(а) бутылки в укромное место.
Наблюдения:
Результаты работы по истечению недели:
Ржавчины образовалось мало или ее практически не заметно − сосуд номер 1
Ржавчина хорошо заметна, она крепко держится на гвозде − сосуд номер 2
Ржавчины много, она не держится на гвозде, осыпается с него и образует на дне бутылки бурый осадок − сосуд номер 3
Вывод:
Процесс коррозии объясняется тем, что растворенный в воде кислород усиливает коррозию, а если там ещё соль, то коррозионные процессы протекают ещё более интенсивно из−за образования гальванического элемента

Научно-исследовательская работа "Коррозия металлов"

Окислительно-восстановительные процессы играют исключительно важную роль в современной технике. Например, получение электрической энергии с помощью химических источников тока, металлургические процессы, электролиз. Однако некоторые окислительно-восстановительные процессы приносят вред человечеству. Одним из них является коррозия. Коррозия разрушает различные наземные и подземные металлические сооружения, турбинные и ракетные двигатели, подводные части судов, паровые котлы, проложенные в земле трубопроводы, линии электропередач, железные дороги, нефтепроводы. В результате коррозии ухудшаются электрические и магнитные свойства металлов, изменяются размеры сделанных из них деталей, нарушается герметичность аппаратов. Коррозионный процесс может полностью вывести из строя точные приборы - часы, аналитические весы и другие. Ежегодно потери металлов от коррозии составляют 10-15% от их выпуска и исчисляются миллиардами рублей. Гибнет труд людей, затраченный на обработку металла и создание тех или иных машин и механизмов. Кроме того, снижается производительность и срок работы оборудования, повышается его аварийность, нарушаются технологические процессы. В связи с этим исследование механизма процесса коррозии и разработка методов защиты от неё имеют больше значение.

Также мы обратили внимание, что ржавые изделия, детали, конструкции и прочие промышленные материалы встречаются и в повседневной жизни. Так, нами был замечен эффект коррозии на автомобилях (приложение 1), металлических заборах (приложение 2), дорожных знаков (приложение 3). Кроме того, мы наблюдали содержание ржавчины в водопроводной воде (приложение 4).

Проблемы коррозии постоянно обостряются из-за непрерывного роста производства металлов и ужесточения условий их эксплуатации. Среда, в которой используются металлические конструкции, становится все более агрессивной, в том числе и за счет ее загрязнения . Металлические изделия, используемые в технике, работают в условиях все более высоких температур и давлений, мощных потоков газов и жидкостей. Поэтому вопросы защиты металлических материалов от коррозии становятся все более актуальными. Полностью предотвратить коррозию металлов невозможно, поэтому единственным путем борьбы с ней является поиск способов ее замедления. Поэтому, изучив процесс коррозии, условия его появления и последствия для окружающего мира, мы решили выяснить, как его можно предотвратить или замедлить.

Цель работы: узнать, что такое коррозия, понять сущность данного процесса и влияние его на окружающий мир, и попытаться выявить методы защиты от коррозии.

Гипотеза: если изучить процессы коррозии и разобраться в причинах её возникновения, то данное явления можно предотвратить и взять под контроль.

1. Ознакомиться с историей открытия и исследования коррозии.

2. Изучить виды коррозии и причины ее возникновения.

3. Провести ряд опыты по наблюдению появления ржавчины и способам защиты от неё.

Для решения поставленных задач были использованы следующие методы исследования:

· изучение и обобщение

· фото- и видеосъемка

1. Теоретическая часть

Коррозия металлов - физико-химическое воздействие металлических материалов и окружающей среды, которое приводит к понижению выносливости и прочности материала, вплоть до его разрушения. При коррозии железа и сталей во влажной атмосфере обычно образуются оксиды железа в виде ржавчины.

Пример — кислородная коррозия железа в воде:

Гидроксид железа Fe(OH)3 и является тем, что называют ржавчиной .

1.1. История изучения коррозии металлов

Люди издавна интересовались вопросами защиты от коррозии. Древнегреческий историк Геродот (5 век до нашей эры) и древнеримский ученый Плиний Старший (1 век до нашей эры) упоминают о применении олова для защиты железа от ржавчины.

Средневековые алхимики мечтали о получении нержавеющего железа. Уже в двадцатых годах 19 века электролитическую коррозию изучают химик Гемфри Дэви и физик Майкл Фарадей. С тех пор во многих странах мира было выполнено очень много работ по коррозии различных металлических материалов. Однако правильной, научно обоснованной теории электрохимической коррозии не было. Существовала лишь теория, выдвинутая в 1830 году швейцарским ученым Де ла Ривом, оказавшаяся неверной, согласно которой подвергаться коррозии может лишь такой материал, в котором есть инородные включения. В начале тридцатых годов 20 века, советский ученый Александр Наумович Фрумкин, изучая амальгамы металлов, показал, что активный металл амальгамы растворяется в кислотах, хотя амальгама – это однородное вещество.

В 1935 году Алексей Иванович Шултин объяснил коррозию как индивидуальных металлов, так и сплавов. Он рассмотрел механизм протекания процесса коррозии и факторы, влияющие на его скорость. В том же 1935 году Ярослав Васильевич Дурдин так же высказал обоснованную им мысль о растворении металлов в кислотах без наличия инородных включений в них. Таким образом, советские ученые, в первую очередь Шултин А.И. и Дурдин Я.В., сформулировали теорию электрохимической коррозии металлических материалов.

1.2. Причины и виды коррозии

По характеру взаимодействия металла и среды коррозию принято делить на химическую и электрохимическую. В обоих случаях протекает окислительно-восстановительная реакция, в ходе которой металл окисляется, а присутствующий в агрессивной среде окислитель восстанавливается.

Но при химической коррозии электроны переходят от металла к окислителю непосредственно, при электрохимической коррозии окислительно-восстановительная реакция разбивается на полуреакции окисления и восстановления и электроны переходят по металлу от восстановителя к окислителю.

Химическая коррозия протекает в средах не проводящих электрический ток (в газах, нефти, бензине, керосине и т. д.) при высоких температурах. когда не возможна конденсация водяного пара. Ей подвергается арматура печей, детали двигателей внутреннего сгорания, лопатки газовых турбин, аппаратура химической отрасли промышленности

Электрохимическая коррозия протекает в присутствии влаги. Распространена она значительно шире, чем химическая. Ей подвергаются подводные части судов в морской и пресной воде, паровые котлы, металлические сооружения и конструкции под водой и в атмосфере, проложенные в грунте трубопроводы, оболочки кабелей.

Рассмотрение механизмов действия химической и электрохимической коррозии показывает, что большого различия между ними не существует. Иногда возможен постепенный переход химической коррозии в электрохимическую и, наоборот.

1.3. Методы защиты металлов от коррозии

1) Анодная защита - покрытие металла более активным металлом. Например, в гальванической паре Zn – Fe (оцинкованное железо) защищено железо, в паре Zn –Cu защищена медь. К днищам кораблей прикрепляют протекторы – слитки металла более активного, чем обшивка днища корабля. Чаще всего это – протекторная защита с помощью цинка.

Катодная защита – защита менее активным металлом (луженое железо). Например, покрытие железа оловом (луженое железо).

3) Использование замедлителей коррозии – ингибиторов. Чаще это органические вещества или неорганические соли (нитрат натрия, хроматы стронция, свинца, цинка).

4) Электрозащита – нейтрализация тока, возникающего при коррозии, постоянным током, пропускаемым в противоположном направлении. Защищаемую конструкцию присоединяют к катоду внешнего источника тока, а анод заземляют.

5) Пассивация металлов – это образование на поверхности металла плотно прилегающего оксидного слоя, защищающего от коррозии. Например, железо пассивируют погружением изделия в концентрированную азотную кислоту. Пассивированное железо перестает взаимодействовать с кислотами с выделением водорода. Устранить пассивацию можно разрушением пленки.

2. Практическая часть

2.1. Получение эффекта коррозии (опыт с гвоздём)

Опыт проводился в хорошо проветриваемом помещении. Для его проведения нам понадобился металл (железный гвоздь). С помощью распылителя опрыскиваем его значительным количеством перекиси водорода. Затем посыпаем металл солью. Делать это необходимо, пока перекись еще влажная. Процесс ржавления начинается практически сразу. После этого гвоздю нужно высохнуть естественным образом, на свежем воздухе. Таким образом, с помощью искусственной коррозии нами был получен ржавый гвоздь. Результат опыта представлен в приложении 5.

2.2. Исследование способов защиты металла от коррозии

3. Заключение

Исследовательская работа "Влияние среды на ржавление железного гвоздя"

Жизнь человека без металлов невозможна. Лучше всего об этом написал Сычев А.П. и Фадеев Г.Н. в своей книге «Химия металлов»:

Потери от коррозии колоссальны. Каждая шестая домна работает лишь для того, чтобы восполнить потери металлов, «съеденных» ржавчиной. Но вред, наносимый коррозией, не сводится только к потере металла вследствие его разрушения (прямые потери), больший вред наносят косвенные потери. Гибнет труд людей, затраченный на обработку металла и создание тех или иных машин и механизмов. Кроме того, немало труда приходится затратить, чтобы заменить «изъеденные» коррозией детали новыми. Например, для замены проржавевших под землей водопроводных труб приходится копать глубокие траншеи. В городе для этого надо сначала взломать асфальт, который лишь иногда лишь недавно был уложен. Чтобы сменить детали, например, химических или нефтехимических аппаратов, приходится останавливать производство, а вынужденная остановка даже на сутки обходится большими потерями готовой продукции. При коррозии загрязняется окружающая среда (например, за счет утечки газа, нефти), может произойти снижение качества или порча выпускаемой продукции и т.д. Таким образом, потери от коррозии в сотни раз превосходят стоимость металла.

История изучения коррозии металлов.

Средневековые алхимики мечтали о получении нержавеющего железа. Уже в двадцатых годах 19 века электролитическую коррозию изучают Г. Дэви и М. Фарадей. С тех пор во многих странах мира было выполнено очень много работ по коррозии различных металлических материалов. Однако правильной, научно обоснованной теории электрохимической коррозии не было. Существовала лишь теория, выдвинутая в 1830 году швейцарским ученым Де ла Ривом, оказавшаяся неверной, согласно которой подвергаться коррозии может лишь такой материал, в котором есть инородные включения. В начале тридцатых годов 20 века, советский ученый Фрумкин А.Н., изучая амальгамы металлов, показал, что активный металл амальгамы растворяется в кислотах, хотя амальгама – это однородное вещество.

В 1935 году А.И. Шултин объяснил коррозию как индивидуальных металлов, так и сплавов. Он рассмотрел механизм протекания процесса коррозии и факторы, влияющие на его скорость. В том же 1935 году Я.В. Дурдин так же высказал обоснованную им мысль о растворении металлов в кислотах без наличия инородных включений в них. Таким образом, советские ученые, в первую очередь Шултин и Дурдин, сформулировали теорию электрохимической коррозии металлических материалов.

Современное понятие о коррозии. Виды коррозии.

И так, что же такое коррозия.

Коррозия (от латинского слова «коррозио» - разъедание) – это самопроизвольно протекающий процесс разрушения металлов в результате взаимодействия с окружающей средой.

В зависимости от условий, в которых протекает коррозия, и механизма взаимодействия металлов с окружающей средой различают химическую и электрохимическую коррозию.

Практическая часть.

При использовании металлических материалов очень важен вопрос о скорости их коррозии. Для того, что бы убедиться, мы решили провести опыт в различных средах и с различными металлами. Для проведения опыта мы приготовили 5 стаканов и 5 железных гвоздей.

1й стакан – заполнили обыкновенной водопроводной водой и опустили в

2й стакан – заполнили водопроводной водой, добавили поваренной соли

и опустили в него гвоздь.

3й стакан – заполнили водопроводной водой с поваренной солью, к гвоздю

прикрепили медную проволоку и опустили в стакан.

4й стакан - заполнили водопроводной водой с поваренной солью, к гвоздю

прикрепили предварительно зачищенную наждачной бумагой

алюминиевую проволоку и опустили в стакан.

5й стакан - заполнили водопроводной водой с поваренной солью, добавили

в раствор гидроксид натрия и опустили в него железный гвоздь.

Результаты получились следующие:

1й стакан – железо слабо прокорродировало, в чистой воде коррозия идет

медленнее, так как вода слабый электролит. В данном случае мы

наблюдаем химическую коррозию.

2й стакан – химическая коррозия. Но здесь скорость коррозии гораздо выше,

чем в первом случае, следовательно, хлорид натрия увеличивает

3й стакан –железный гвоздь в контакте с медной проволокой опущен в раствор

хлорида натрия. Скорость коррозии очень велика, образовалось

много ржавчины. Следовательно, хлорид натрия – это сильно

коррозионная среда для железа, особенно в случае контакта с менее

активным металлом – медью.

А (+) на железе на меди К(-)

4й стакан – так же наблюдается коррозия железного гвоздя, алюминиевая

проволока остается без изменений, хотя её перед началом опыта

была очищена от оксидной пленки наждачной бумагой, вероятно,

оксидная пленка образовалась снова.

5й стакан – железный гвоздь опущен в раствор хлорида натрия, к которому

добавили гидроксид натрия. Коррозия железа в данном случае

Выводы: Мы убедились на опыте, что коррозию железа можно уменьшить с

помощью гидроксида натрия. Он замедляет процесс коррозии, а

гидроксид анионы являются ингибиторами, то есть замедлителями

коррозии. Из моих наблюдений можно сделать вывод, что

алюминий для протекторной защиты использовать нельзя, так как

железо все равно разрушается.

Заключение. Методы защиты металлов от коррозии.

Для защиты металлов от коррозии используют различные методы:

1. Легирование металлов. В качестве легирующих добавок применяют хром, никель, кремний, кобальт и другие элементы. Так, нержавеющая сталь содержит до 18 % хрома и до 10% никеля.

2. Металл изолируют от контакта с окружающей средой путем применения различных покрытий, которые можно разбить на две группы: неметаллические – эмали, лаки, краски; металлические – лужение (покрытие оловом), цинкование, никелирование. Но если, например, целостность поверхности луженного железа нарушена, то, поскольку защищающий металл (олово) менее активен, разрушаться будет железо.

3. Можно для защиты железа так же использовать протекторную защиту с помощью более активного металла, который будет вызывать действие агрессивной среды на себя, например – цинк или магний.

4. Понижение агрессивных свойств среды достигается добавлением в раствор веществ, замедляющих коррозию, - ингибиторов. В зависимости от природы металла и раствора применяют различные ингибиторы. Так, для защиты железа и стали в нейтральных средах можно использовать щелочи.

О том, что с коррозией металлов можно бороться мы убедились на нашем опыте.

Коррозия металла опыт с гвоздями

Во все пробирки аккуратно положил по 2 гвоздя.

Налил реактивы так, чтобы гвозди находились в растворах полностью.

Плотно закрыл каждую пробирку пробкой для изоляции от внешней среды.

Регулярно вел наблюдения, записывая любые изменения в журнале.

Условия опыта:

В пробирке №1 гвозди находились в дистиллированной воде. Дистиллированная вода в отличие от природной не содержит в себе никаких солей. Пробирка закрыта пробкой.

В пробирке № 2 гвозди находились в дистиллированной воде, над которой был налит слой растительного масла. Растительное масло предотвращает поступление в воду каких бы то ни было веществ из воздуха пробирки, в том числе кислорода. Пробирка закрыта пробкой.

В пробирке № 3 гвозди находились в растворе щелочи. Пробирка закрыта пробкой.

В пробирке № 4 гвозди были в контакте с медной проволокой и находились в воде. Пробирка закрыта пробкой.

В пробирке № 5 гвозди находились в растворе поваренной соли. Пробирка закрыта пробкой.

Результаты наблюдения (приложение 8).

Уже на второй день ржавчина появилась на шляпках гвоздей и на дне пробирок № 1 (с дистиллированной водой), № 4 (гвозди находятся в контакте с медной проволокой) и № 5 (гвозди в растворе поваренной соли). В пробирке №2 слой воды у дна стал слегка желтоватым. В пробирке №3 изменений нет, чему я очень удивлен.

На третий день слой ржавчины увеличился в пробирках № 1, 4, 5. В пробирке № 2 новых изменений нет. В пробирке №3 изменений нет, продолжаю удивляться.

На четвертый день увеличение слоя ржавчины наблюдал в пробирках №1, 4, 5. В пробирке №2 появился осадок на донышке. В пробирке №3 изменений нет, почему?

На девятый день в пробирках, где появилась ржавчина № 1,4,5, она стала более рыхлой и осела на дно, в пробирке №2 процесс остановился. В пробирке № 3 изменений не произошло.

На одиннадцатый день продолжается процесс в пробирках № 1,4,5. В пробирках № 2,3 изменений нет.

На шестнадцатый день продолжается процесс в пробирках № 1,4,5. В пробирках № 2,3 изменений нет.

В пробирке №1 в дистиллированной воде мог раствориться находящийся в ней кислород и под его действием начался процесс окисления гвоздя, появилась ржавчина.

В пробирке №4 железные гвозди соприкасаются с менее активным металлом - медью, железо как более активный металл начинает активно окисляться, покрываясь ржавчиной.

В пробирке №5 коррозия гвоздей происходит в результате электрохимических реакций. Соль способствует ускоренному появлению ржавчины.

В пробирке №2 в течение первых дней слабо происходит коррозия, а затем, как будто останавливается. В пробирке находится слой растительного масла. Масло предотвращает попадание кислорода в воду. Железо устойчиво к воздействию чистой воды, поэтому процесс останавливается.

В пробирке №3 находится щелочь. Щелочь довольно агрессивное вещество, способно разъедать бумагу, ткани, кожу. Воздействует ли оно на железо? Отсутствие изменений меня удивляло. А появится ли когда-нибудь ржавчина? В ожидании результата, я поискал ответ на свой вопрос.

В Большой Энциклопедии Нефти и Газа я прочитал: «Скорость коррозии железав щелочных растворах по сравнению со скоростью коррозии в нейтральных и кислых растворах меньше» [1]. Оказывается, щелочь замедляет коррозию!

Защита металлов от коррозии. Проблемы коррозии постоянно обостряются из-за непрерывного роста производства металлов и ужесточения условий их эксплуатации. Среда, в которой используются металлические конструкции, становится все более агрессивной, в том числе и за счет ее загрязнения (приложение 9). Металлические изделия, используемые в технике, работают в условиях все более высоких температур и давлений, мощных потоков газов и жидкостей. Поэтому вопросы защиты металлических материалов от коррозии становятся все более актуальными. Полностью предотвратить коррозию металлов невозможно, поэтому единственным путем борьбы с ней является поиск способов ее замедления.

Проблема защиты металлов от коррозии возникла почти в самом начале их использования. Люди пытались защитить металлы от атмосферного воздействия с помощью жира, масел, а позднее и покрытием другими металлами и, прежде всего, легкоплавким оловом (лужением). В трудах древнегреческого историка Геродота (5 в. до н. э.) и древнеримского ученого Плиния Старшего (1 в. до н. э.) уже есть упоминания о применении олова для предохранения железа от ржавления. В настоящее время борьбу с коррозией ведут сразу в нескольких направлениях – пытаются изменить среду, в которой работает металлическое изделие, повлиять на коррозионную устойчивость самого материала, предотвратить контакт между металлом и агрессивными веществами внешней среды [11].

В нашей стране накоплен некоторый опыт проведения исследований с целью определения скорости коррозионных процессов и методов защиты. Усилена работа в сфере разработки специализированных материалов и технологий, которые обеспечивают высокую степень защиты от коррозии. На основании изученной литературы и проведенных опытов можно сделать вывод: защитить металлы от коррозии можно доступными средствами. Рекомендации по защите металлов от коррозии находятся в приложении 10.

Анализ анкет детей.

Среди учащихся начальных классов я провел анкетирование по вопросам анкетыдля проведения социологического опроса учащихся о ржавчине (приложение 11). Проанализировав, сравнив и обобщив результаты, я пришел к выводу, что 90 % учащихся знают что такое ржавчина (приложение 12).

Проблема ржавления металлов их волнует 64 %.

Думают, что ржавление приносит человеку пользу - 3 %.

Считают, что ржавление приносит человеку вред - 82 %.

Вред ржавления видят в том, что изменяется внешний вид изделий, они становятся «грязными», загрязняют одежду, машины, ржавчина разрушает конструкции из металла.

Знают о том, что существуют способы защиты металлов от коррозии - 27 процентов.

Не знают способы защиты от коррозии - 24 %, не смогли ответить на этот вопрос 49%.

Могут предложить способы защиты от коррозии - 27 % учащихся. Среди предложенных способов: защита металлов от воды протиранием, смазкой, покрытие защитной пленкой, лаком, очистка щетками, хранение техники не под открытым небом, а в сарае, гараже, специальный уход.

Заключение. Выводы. Рекомендации.

Работая над проблемой изучения условий появления ржавчины я пришел к следующим выводам:

Ржавчина – налет на поверхности металла или сплавов, ведущий к их разрушению.

Результаты практических опытов позволяют сказать:

усиливают ржавление: вода, газы (например, кислород), поваренная соль, контакт с менее активным металлом;

замедляют ржавление щелочи и соли, дающие щелочную среду.

Ржавление приносит не только экономический ущерб, но также отрицательно влияет на здоровье человека, приносит ему материальный ущерб и негативно сказывается на состоянии окружающей среды.

Защитить металлы от коррозии можно доступными средствами.

Рекомендации по защите металлов от коррозии находятся в приложении 10.

Список литературы.

Большой энциклопедический словарь. Языкознание / гл.ред. В.Н.

Ярцева. М.: Науч. изд-во «Большая Рос. Энциклопедия», 2000. 688с.: ил.

Ожегов С. И. Словарь русского языка / Под ред. С. П. Обнорского. — М., 1949.

Толковый словарь русского языка: В 4 т. / Под ред. Д. Н. Ушакова. — М. : Сов. энцикл.: ОГИЗ, 1935—1940.

Шлугер М.А., Ажогин Ф.Ф., Ефимов Е.А. Коррозия и защита металлов / М.А .Шлугер, Ф.Ф.Ажогин, Е.А. Ефимов- М.: «Металлургия»,1981. -216с.

Юхневич Р., Валашковский Е Техника борьбы с коррозией / Р. Юхневич , Е.Валашковский -пер.с польск/Под редакцией Сухотина А.М.- Л: Химия,1978.- 304с.

Приложение 1.

Ржавчина на дверных шарнирах, материалах, инструментах.

Приложение 2.

Мост Кинзу после разрушения.

Приложение 3.

Ржавчина в водопроводной воде

Приложение 4.

Ржавчина на бытовой технике

Приложение 5.

Ржавчина на трубах, батареях

Приложение 6.

Коррозия трубопроводов газа и нефти

Приложение 7.

Закладка опыта

Первый день

Пронумеровал пробирки, положил по 2 гвоздя

Налил реактивы, чтобы гвозди находились в растворах

Пробирки плотно закрыл пробками

Каждый день вел наблюдения, записывая результаты в журнал

Приложение 8.

Фиксирование наблюдений

Второй день

Приложение 8 (продолжение)

Таблица наблюдений за изучением условий ржавления гвоздей

№ пробирки, день

Н₂О дистиллированная

Н₂О (дист)+ раститель-ное масло

NaOH, щелочь

Контакт с медью

NaCl, поваренная соль

1 день

2 день

Появление ржавчины оранжевого цвета на шляпках гвоздя и на донышке пробирки, в воде появилось помутнение.

Слой воды у дна пробирки стал слегка желтоватый. Цвет более яркий, чем в пробирке №1.

Я удивлен, что ничего не изменилось.

Появилась ржавчина на шляпке, на дне пробирки. Изменился цвет медной проволоки, она стала более темной.

Появилась ржавчина на шляпке гвоздя и на дне пробирки.3 день

3 день

Слой ржавчины на дне пробирки увеличился

Слой воды у дна имеет окраску, но осадка нет.

Продолжаю удивляться. Ничего не изменилось, но почему?

Слой ржавчины на шляпке гвоздя увеличился, стал более рыхлым.

Слой ржавчины увеличился.

4 день

Появился осадок на донышке пробирки

Рыхлый слой увеличился

Слой ржавчины появился на боковой поверхности гвоздей

9 день

Слой ржавчины на дне увеличился. Появился слой ржавчины на пробирке

Верхний слой воды стал желтым

Ржавчина осела на дно. Увеличился слой ржавчины на гвозде, на проволоке.

Ржавчина осела на дно, и появилась на стенках пробирки

11 день

Увеличился слой ржавчины на шляпках гвоздей

Верхний слой воды остается желтым, других изменений не наблюдается

А появится ли ржавчина? Когда?

На шляпке гвоздей горка ржавчины

Темно-коричневого цвета ржавчина оседает на дне пробирки.

16 день

Вода помутнела, слой ржавчины появился на стенках пробирки.

Верхний слой воды остается желтым, как пленка

До сих пор ничего не произошло.

Вода стала желеобразного состояния желтого цвета, на дне скопился осадок ржавчины

Осадок ржавчины на дне и по всей поверхности гвоздей.

Приложение 9.

Методы защиты от коррозии

Приложение 10.

Подручные домашние средства для удаления ржавчины

Подручное средство

Как применять?

1.Рыбий жир

Рыбий жир следует нанести на рыжее пятно и оставить на несколько часов. Благодаря жиру коррозия быстро исчезнет, а он создаст на металле тонкую пленку, которая будет защищать его от повторного появления ржавчины.

2.Картофель + соль или хозяйственное мыло

Если металл поражен коррозией незначительно, то:

разрежьте сырой картофель пополам;

посыпьте свежий срез каменной солью или намазать хозяйственным мылом; хорошенько натрите половинкой ржавое место на противне.

3.Уксус + лимонный сок

Необходимо смешать эти два вещества в равных частях и нанести на ржавчину (для борьбы с ржавчиной на металле и в ванной, с пятнами на одежде).

Для ткани достаточно, чтобы средство воздействовало около 20 минут, а для металла – несколько часов.

По истечении указанного времени потрите «ржавое пятно» на ткани щеткой, а на металле стальной мочалкой. По окончании удаления ржавчины хорошенько промойте пораженную вещь водой, после чего хорошенько высушите.

4.Пищевая сода

Добавьте в соду такое количество воды, чтобы по консистенции она была похожа на кашицу, после чего:

полученной смесью обработайте места, где появилась ржавчина, к примеру, раковину в ванной или смеситель; оставьте на полчаса;

хорошенько потрите поверхность металлическим скребком;

в случае, если ржавчина не до конца удалена, повторите процедуру.

5.Томатный

соус или кетчуп

Для удаления ржавчины обильно нанесите соус или кетчуп на ржавчину;

оставьте его на некоторое время; тщательно промойте металл;

6.Белый уксус + мука

Приготовьте пасту, смешав: 300 мл столового уксуса; одну столовую ложку каменной соли; немного муки , чтобы получилась густая консистенция.

Средством обработайте те участки латуни, которые поражены ржавчиной, и оставьте на полчаса. Возьмите тряпку и уберите пасту с поверхности, после чего промойте холодной водой и тщательно высушите металл.

7. Глицерин + зубной порошок + вода

Это средство поможет удалить пятна ржавчины с цветных тканей:

необходимо смешить все компоненты в равных частях;

нанесите на пятно ржавчины; оставьте на сутки;

на следующий день постирайте вещь.

8.Кока-кола

Отлично удаляет ржавчину с металла, так как содержит фосфорную кислоту.

Не стоит увеличивать время воздействия этих средств, поскольку можно повредить сам металл. Избавляйте от излишней влаги металл, чтобы не спровоцировать появление ржавчины.

Приложение 11.

АНКЕТА

для проведения социологического опроса учащихся о ржавчине.

Читайте также: