Коррозия металлов урок химии
Обновлено: 04.10.2024
Цель: Сформировать понятие о коррозии металлов, рассмотреть классификацию и причины коррозионных процессов, изучить способы защиты металлов от коррозии.
Образовательные:
1)Расширить представление учащихся о коррозии металлов, её видах и способов защиты от неё.
2)Подвести учащихся к осознанию практической значимости знаний о коррозии, способах защиты, посредством ознакомления с областями применения этих знаний.
3)Создать условия для развития умений анализировать результаты демонстрационного эксперимента, практических умений в работе с реактивами.
Развивающие :
1)Развивать познавательный интерес к урокам химии, используя компьютерные технологии.
2)Предоставить возможность учащимся определиться в возможности применения знаний, т.е. научиться, практически, защищать металлы от коррозии в быту.
Воспитательные:
1)Воспитывать бережное отношение к окружающей среде.
2)Формировать умения работать в коллективе, считаться с мнением всей группы и отстаивать корректно свое мнение.
Оборудование: : образцы изделий, подверженных коррозии, таблицы « Виды коррозии», «Методы защиты от коррозии»; Мультимедийное оборудование -компьютер, проектор, экран; компьютерная презентация « Коррозия металлов и сплавов»
Пробирки с заранее подготовленными (за 2 дня) образцами эксперимента по изучению условий коррозии -
пробирка №1 - раствор хлорида натрия +ж.гвоздь
пробирка №2 - раствор гидроксида натрия +ж.гвоздь.
пробирка №3 - раствор хлорида натрия +ж.гвоздь обвитый медной пров.
пробирка №4 раствор хлорида натрия +ж.гвоздь +цинк
пробирка №5- медная пластина + раствор хлорида натрия;
Образцы металлических изделий и сплавов, с разными способами защиты металла от коррозии.
Форма организации учебной деятельности : фронтальная, групповая, индивидуальная.
I. Организационный момент
Приветствие, настрой на работу
II. Проверка знаний учащихся
1. Пользуясь электрохимическим рядом напряжений металлов, приведите не менее двух примеров реакций, характеризующих химические свойства металлов и их соединений, по схемам:
2. Напишите уравнение реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:
Сульфат алюминия → хлорид алюминия → гидроксид алюминия → оксид алюминия → алюминат калия.
Ответ : А l2(SO4)3 + 3BaCl2 = 2AlCl3 +3BaSO4
2AlCl3 + 3NaOH = 3NaCl + Al(OH)3
2Al(OH)3 = Al2O3 +H2O
Al2O3 +2KOH =2KAlO2 + H2O.
(Выполняет на доске).
III. Изучение нового материала
Постановка учебной задачи
Учитель: Сегодня мы с Вами продолжаем говорить о металлах, их общих свойствах. Тема, которую мы будем рассматривать, волновала человечество издавна, как только оно начало применять металлические изделия.
На слайде представлены следующие изображения: (Слайд № 2-6).
Как часто вы встречаетесь с явлением разрушения металлов?
А как называется это явление? (ржавление, коррозия)
Итак, мы сегодня изучаем процесс коррозии металлов .
Вред, наносимый коррозией, огромен. А чтобы победить противника, его нужно хорошо знать
Цель урока: сформировать представление о коррозии металлов как самопроизвольном окислительно-восстановительном процессе, ее последствиях, причинах, механизме и способах защиты металлов от коррозии Слайд № 8
1. Понятие о коррозии : Слайд № 9
• Коррозия - это процесс самопроизвольного разрушения металлов и сплавов под влиянием внешней среды
( от лат. corrosio разъедание).
2. Сущность коррозии Слайд № 10
Переход металла в ионное состояние
Ме - ne à Me
Виновники коррозии:
Вода, оксиды серы, углерода, азота, кислород воздуха, электролиты, микроорганизмы и др.
Ø Древнегреческий историк Геродот ( V в. до н. э.) и древнеримский ученый Плиний старший ( I в. н.э.) упоминают о применении олова для защиты железа от ржавчины.
Ø В Х I Хв. Г.Деви и М.Фарадей изучают электрохимическую коррозию.
Ø В 1830г. Швейцарский ученый Де ла Рив сформулировал первую теорию коррозии.
Ø В начале 30хг.ХХв. А.Н.Фрумкин изучал амальгамы металлов.
Ø В 1935г. А.И.Шултин и Я.В.Дурдин сформулировали теорию электрохимической коррозии.
4. Информационная страница.
1 - Каковы последствия коррозии нам сообщит группа №1 . Слайд № 13-18
«Ржа ест железо» - так гласит русская пословица о коррозии. Коррозия наносит прямой ущерб, ежегодно от неё теряется около1/3 произведённого за год во всём мире металла, но и косвенно разрушает конструкции, на которые был затрачен труд (машины, крыши, памятники архитектуры, мосты…) Тратятся ежегодно огромные средства на борьбу с этим явлением. Коррозия нещадит памятники архитектуры: Царь-пушку (1586г), Царь – колокол (1735 г), Медный всадник в Санкт-Петербурге, памятник Минину и Пожарскому в Москве, только в этом случае налёт тёмно-зелёный, его называют патиной. Неизлечимо больна Эйфелева башня – символ Парижа, она изготовлена из обычной стали и необратимо ржавеет и разрушается. Башню красили 18 раз, отчего её масса(9000тонн) каждый раз увеличивается на 70 тонн.
В результате коррозии уменьшается прочность, блеск, снижается электропроводность, возрастает трение между деталями.
Чтобы найти методы защиты металлов и сплавов от коррозии, необходимо исследовать это явление.
Знакомство с видами коррозии. Коррозия многолика. Слайд № 19 - 23
5. Классификация видов коррозии
Коррозионные процессы отличаются широким распространением и разнообразием условий и сред, в которых они протекают. Поэтому пока нет единой и всеобъемлющей классификации встречающихся случаев коррозии.
По типу агрессивных сред, в которых протекает процесс разрушения, коррозия может быть следующих видов:
Коррозия в неэлектролитах;
Коррозия в электролитах;
Коррозия блуждающим током.
По условиям протекания коррозионного процесса различаются следующие виды:
Коррозия при неполном погружении;
Коррозия при полном погружении;
Коррозия при переменном погружении;
Коррозия при трении;
Коррозия под напряжением.
По характеру разрушения :
Сплошная коррозия, охватывающая всю поверхность:
Локальная (местная) коррозия, охватывающая отдельные участки:
Главная классификация производится по механизму протекания процесса .
Различают два вида:
Химическая Электрохимическая
Происходит в не проводящей Происходит в токопроводящей
электрический ток среде. Такой вид среде (в электролите) с
коррозии проявляется в случае возникновением внутри системы
взаимодействия металлов с сухими электрического тока. Условия
газами или жидкостями – для электрохимической
(бензином, керосином и др.) 1) контакт двух металлов;
2) наличие электролита.
Выяснения условий протекания коррозии.
Химическая коррозия Слайд № 24 -25
Химическая коррозия металлов — это разрушение металла окислением его в окружающей среде при контакте с газами и электролитами без возникновения электрического тока в системе.
· Этот вид коррозии наблюдается в процессе обработки металлов при высоких температурах.
· Протекают окислительно-восстановительные химические реакции.
· Большинство металлов окисляется кислородом воздуха, образуя на поверхности оксидные плёнки. Если плёнки прочные, плотные и хорошо связаны с металлом, то они защищают металл от дальнейшего разрушения ( у Zn , Al , Cr , Ni , Sn , Pb и др.). Если плёнка рыхлая ( как у Fe ), то она не защищает металл от дальнейшего разрушения.
· Наиболее распространенным видом химической коррозии является газовая коррозия, проистекающая в сухих газах при полном отсутствии влаги. Газообразное вещество окружающей среды реагирует с металлом на поверхности металлического изделия и образует с ним соединения.
Учитель: Железо под воздействием O2 , H2О и ионов водорода постепенно окисляется. Этот процесс является окислительно-восстановительным, где металл является восстановителем. Коррозия железа может быть описана упрощенным уравнением
Fe(OH) 3 и является ржавчиной. Содержащиеся в воздухе CO2 и SO2 могут взаимодействовать с водой, с образованием кислот, при диссоциации которых образуются ионы Н + , также окисляющие атомы металлов: Fe 0 + 2H + à Fe 2+ + H 2 0
Проведем такой опыт Опыт № 1.
Взяли 2 пробирки, в 1 поместили очищенный железный гвоздь, налили в пробирки водопроводной воды, так, чтобы вода покрывала гвоздь только наполовину.
Во вторую налили кипяченой воды так, чтобы вода покрывала гвоздь только наполовину.
В 1 пробирке часть гвоздя над водой покрылась ржавчиной больше, чем под водой.
Во 2 – коррозия - меньше
В этом опыте мы выяснили роль кислорода воздуха в коррозии железа.
Вывод : кислород является одним из агрессивных факторов коррозии.
Электрохимическая коррозия Слайд № 26 -27
Электрохимическая коррозия — это разрушение металла в среде электролита с возникновением внутри системы электрического тока.
· Процесс происходит при соприкосновении двух металлов или на поверхности металла, содержащего включения.
· Более активный металл (анод) разрушается.
· Скорость коррозии тем больше, чем сильнее отличаются металлы по своей активности (чем дальше друг от друга они расположены в ряду напряжений)
Опытным путём установили, что металл быстрее окисляется ионами водорода, если он находится в контакте с менее активным металлом.
При соприкосновении двух металлов с различными окислительно-восстановительными потенциалами и погружении их в раствор электролита, например, дождевой воды с растворенным углекислым газом CO2, образуется гальванический элемент, так называемый, коррозионный элемент. В ней происходит медленное растворение металлического материала с отрицательным окислительно-восстановительным потенциалом.
Большие неприятности связаны с хлоридом натрия (в некоторых странах используют отход производства – хлорид кальция), разбрасываемым в зимнее время на дорогах и тротуарах для удаления снега и льда. В присутствии солей они плавятся, и образующиеся растворы стекают в канализационные трубопроводы. Соли и особенно хлориды являются активаторами коррозии и приводят к ускоренному разрушению металлов, в частности транспортных средств и подземных коммуникаций.
6. Экспериментальная страница Группа учащихся заранее закладывает опыты, ведут за ними наблюдения, фиксируют их Цель: Исследовать влияние сред, контактов металлов на скорость коррозии
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 пробирка – заполнили поваренной соли и опустили в него гвоздь.
2й стакан – заполнили гидроксидом натрия и опустили в него гвоздь.
3й стакан – заполнили поваренной солью, к гвоздю прикрепили медную проволоку и опустили в стакан.
4й стакан - заполнили поваренной солью, к гвоздю прикрепили предварительно зачищенную наждачной бумагой цинковые пластинки и опустили в стакан.
5й стакан - заполнили водопроводной водой с поваренной солью, добавили в раствор гидроксид натрия и опустили в него железный гвоздь.
Итоги опыта :
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 скорость коррозии.
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 сильнокоррозионная среда для железа, особенно в случае контакта с менее активным металлом – медью.
4й стакан – так же наблюдается коррозия цинка, железный гвоздь остается без изменений.
5й стакан – железный гвоздь опущен в раствор хлорида натрия, к которому добавили гидроксид натрия. Коррозия железа в данном случае отсутствует.
А (+) на железе на меди К(-)
Выводы: Мы убедились на опыте, что коррозию железа можно уменьшить помощью гидроксида натрия. Он замедляет процесс коррозии, а гидроксид анионы являются ингибиторами, то есть замедлителями коррозии. Из наблюдений можно сделать вывод, что для протекторной защиты можно использоватьцинк, так как железо не разрушается при контакте с ним.
Проблема коррозии появилась, как только появился первый металл. Очевидно, её никогда не удастся разрешить полностью, и самое большое, на что можно рассчитывать в настоящее время – это замедлить «Возвращение металлов к природе».
Великий Гёте сказал: «Просто знать ещё не всё, знания нужно уметь использовать»
Люди пытались защитить металлы от атмосферного воздействия с помощью жира, масел или покрытием другими металлами. В трудах древнегреческого историка Геродота ( V век до н.э.) уже упоминается о применении металла олова для защиты железа от коррозии.
Один из наиболее распространенных способов защиты металлов от коррозии — нанесение на их поверхность защитных пленок: лака, краски, эмали. Красочное покрытие, полимерное покрытие и эмалирование должны, прежде всего, предотвратить доступ кислорода и влаги.
В производстве широко используют химическое нанесение металлических покрытий на изделия: цинк, олово, хром, никель.
Ингибиторы коррозии металлов. Ингибиторы – это вещества, способные в малых количествах замедлять протекание химических процессов или останавливать их. Известно, что дамасские мастера для снятия окалины и ржавчины пользовались растворами серной кислоты с добавками пивных дрожжей, муки, крахмала. Эти примеси были одними из первых ингибиторов. Они не позволяли кислоте действовать на оружейный металл, в результате чего растворялись лишь окалина и ржавчина.
Пассивация металлов – образование на поверхности металла плотной оксидной плёнки. Еще в 1836 г. знаменитый английский химик М. Фарадей высказал предположение, что причиной пассивации является образование на поверхности металла плотной оксидной пленки. В свое время на это предположение не обратили должного внимания. Лишь через 100 лет эти взгляды возродил и развил известный русский ученый В.А. Кистяковский. После него этот взгляд на пассивацию оформился в виде теории. Согласно ей при пассивации на поверхности металла образуется сплошная и плотная оксидная (реже хлоридная, сульфатная, фосфатная) пленка толщиной в несколько десятков нанометров.
Нанотехноло́гия. Самовосстанавливающийся газопровод
Электрохимическая защита способствует снижению износа стальных газопроводов от коррозии. Нанометалл способен самовосстанавливаться, кородирующее место постоянно пополняется металлом газопровода, который равномерно изымается со всей протяжённости трубы.
Shewanella oneidensis — грамотрицательная , факультативно анаэробная бактерия рода Shewanella , обитающая предпочтительно на дне моря в анаэробных условиях, осадочных отложениях, также может быть найдена в почве. Способна восстанавливать соединения металлов . Ведутся работы по использованию Shewanella oneidensis в биозащите металлических поверхностей от коррозии . Видовое название бактерия получила в честь озера Онейда в штате Нью-Йорк , США ( англ. Oneida lake), в котором микроорганизм был впервые выделен.
IV. Закрепление
1. Что же такое коррозия?
2. При каких условиях коррозия протекает интенсивно?
3. Коссворд «Коррозия»
4. Задача 1.Что случилось со знаменитой Кутубской колонной?
Уже полтора тысячелетия стоит на одной из площадей Дели железная колонна высотой 8 метров, диаметром 65 см, весом 6.5 тонн. И, несмотря на жаркий климат Индии, на ней нет ни единого ржавого пятнышка. Чем это можно объяснить?
Ответ. Это объясняется тем, что колонна сделана из чистого (метеоритного) железа. А чистое железо не ржавеет.
Задача 2 . В 20-е годы ХХ в. с одним американским миллионером произошла неприятная история. По его заказу была построена роскошная яхта “Зов моря”. Для обшивки корпуса яхты использовался сплав никеля с медью, известный под названием монель-металл. Этот сплав отличался чрезвычайно высокой стойкостью во многих агрессивных средах, в том числе и в морской воде. Другие детали корпуса судна были изготовлены из специальных нержавеющих сталей, т.е. материалов, содержащих железо. Но когда яхту спустили на воду, она полностью вышла из строя. Объясните, что послужило причиной гибели яхты.
Ответ : Причиной была контактная коррозия. Днище яхты было обшито медно-никелевым сплавом, а рама руля, киль и другие детали изготовлены из стали. Когда яхта была спущена на воду. Возник гигантский гальванический элемент, состоящий из катода- днища, стального анода и электролита – морской воды. В результате судно затонуло, ни сделав ни одного рейса.
Задача 3. В III до нашей эры на острове Родос был построен маяк в виде огромной статуи Гелиоса.
Колосс Родосский считался одним из семи чудес света, однако просуществовал всего 66 лет и рухнул во время землетрясения.
Ответ. У Колосса Родосского бронзовая оболочка была смонтирована на железном каркасе. Под действием влажного, насыщенного солями средиземноморского воздуха железный каркас разрушился.
V. Домашнее задание § 18, с 221-227,
№ 15 – 20, с. 259 (запишите схемы гальванических элементов)
Открытый урок по химии в 9 классе "Коррозия металлов"
план-конспект урока по химии (9 класс) на тему
Сформировать у учащихся представление о коррозии металлов, используя знания о гальваническом элементе, выяснить причины вызывающие процесс коррозии и меры борьбы с коррозией, формировать учебные компетенции, стремление к познанию и самопознанию, способствовать воспитанию культуры труда в группах.
| Вложение | Размер |
|---|---|
| korroziya_metallov.doc | 49.5 КБ |
Подтяните оценки и знания с репетитором Учи.ру
За лето ребенок растерял знания и нахватал плохих оценок? Не беда! Опытные педагоги помогут вспомнить забытое и лучше понять школьную программу. Переходите на сайт и записывайтесь на бесплатный вводный урок с репетитором.
Вводный урок бесплатно, онлайн, 30 минут
Предварительный просмотр:
Тема. Коррозия металлов .
Цели урока. Сформировать у учащихся представление о коррозии металлов, используя знания о гальваническом элементе, выяснить причины вызывающие процесс коррозии и меры борьбы с коррозией, формировать учебные компетенции, стремление к познанию и самопознанию, способствовать воспитанию культуры труда в группах.
Тип урока: изучение нового материала.
Методы обучения: объяснительно – иллюстративный, частично – поисковый, экспериментальный.
Оборудование: четыре стакана (один стакан с водой и три стакана с раствором NaCl), четыре железных гвоздя, медная и цинковая пластинка.
I этап –мотивация учебной деятельности. На доске записана тема урока.
Учитель. Сегодня я начну урок стихотворением Анны Ахматовой.
Молюсь оконному лучу
Он бледен, тонок, прям.
Сегодня я с утра молчу
А сердце - пополам.
На рукомойнике моём
Но так играет луч на нём
Что весело глядеть.
Такой невинный и простой
В вечерней тишине
Но в этой храмине пустой
Он словно праздник золотой
Какое отношение имеет это стихотворение к теме нашего урока?
Приведу в пример несколько фактов, которые помогут вам ответить на этот вопрос.
31 января 1951 года обрушился железнодорожный мост в Квебеке (Канада). Мост был введён в эксплуатацию в 1947 году. В 1964 году рухнуло одно из самых высоких сооружений в мире – 400 метровая антенная мачта на юго – западном побережье Гренландии. Список подобных разрушений можно значительно расширить, приведённые примеры объединяет один процесс, возможно вы знаете как он называется?
Ученик: Этот процесс называется коррозией металлов.
Учитель: для того чтобы разобраться в этом процессе, необходимо вспомнить как работает гальванический элемент?
Учитель помогает ученикам вспомнить, что такое гальванический элемент и как он работает.
Изучение нового материала.
Учитель. Теперь мы с вами готовы разобраться в процессе, который происходит с металлами. Работать будем по плану.
План изучения коррозии:
- Сущность процесса коррозии.
- Виды коррозии.
- Способы защиты металлов от коррозии.
Слово «коррозия» происходит от латинского слова «corrodere» - разъедать. Это саморазрушение металлов под действием внешней среды. Чаще всего коррозии подвергаются железо и его сплавы, этот металл широко используется человеком. Атомы железа под воздействием кислорода, ионов водорода и воды постепенно окисляются.
Результатом коррозии являются как прямые потери, связанные с уменьшением массы металла, так и косвенные, связанные с утратой практически важных свойств металла. Косвенные потери во много раз превышают прямые, поскольку разрушается вся металлическая конструкция.
По тому, в какой среде происходит разрушение металла, различают атмосферную, газовую, жидкостную, почвенную коррозию.
По механизму протекания различают химическую и электрохимическую коррозию.
Химическая коррозия – протекает в средах не проводящих электрический ток (газ, нефть, бензин), при высоких температурах, когда невозможна конденсация водяного пара. Ей подвергаются детали двигателей внутреннего сгорания.
Опыт 1. Прокаливание медной проволоки.
Cu 0 – 2е - → Сu 2+
Происходит окислительно – восстановительный процесс.
Электрохимическая коррозия протекает в среде электролита.
Учитель. Какие вещества называются электролитами? Приведите примеры.
Ученик . К электролитам относятся вещества, растворы которых проводят электрический ток. Электролитами являются растворы солей, кислот и щёлочей.
Учитель . На поверхности металлического изделия всегда имеется плёнка влаги, в ней растворяются имеющиеся в атмосфере газы.
СО 2 + Н 2 О → Н + + НСО 3 ─
SO 2 + H 2 O → H + + HSO 3 ─
При электрохимической коррозии наряду с химическими процессами (окислительно – восстановительный процесс) протекают и электрические, перенос электрона от одного участка к другому. Вспомним, где мы встречались с подобным процессом?
Рассматривается работа гальванического элемента (медно – цинкового гальванического элемента).
Вывод. Аналогично происходит коррозия сплавов. В присутствии электролитов одни участки поверхности сплава играют роль катода, а другие – анода.
Ученики совместно с учителем дают определение коррозии.
Коррозия – это химическое и электрохимическое разрушение металлов и их сплавов в результате воздействия на них окружающей среды.
Учитель. Коррозия нежелательный процесс, наносится большой ущерб народному хозяйству. Мы с вами должны выяснить, отчего зависит скорость коррозии? Как можно повлиять на этот процесс?
Учащиеся работают в группах (группы сформированы заранее ).
Учащимся раздаются стаканы:
1 стакан – железный гвоздь в воде.
2 стакан – железный гвоздь в растворе NaCl.
3 стакан – железный гвоздь вместе с медной проволокой в растворе NaCl.
4 стакан – железный гвоздь и цинк в растворе NaCl.
Задание учащимся. Объясните процессы, происходящие в выданном вам стакане. Где коррозия происходит быстрее? Скорость процесса можно определить по количеству ржавчины в стакане. Определить тип коррозии.
Почему в одних случаях коррозия усиливается, а в других замедляется?
№ 1 Химическая коррозия, вода слабый электролит.
2Fe + 2HOH + O 2 =2Fe 2+ (OH) 2 ↓
2Fe(OH) 2 + HOH + O = 2Fe(OH) 3 ↓
4Fe (OH) 2 + 2HOH + O 2 = 4Fe(OH) 3 ↓
№ 2 и № 3 Электрохимическая коррозия.
Р – р NaCl – это сильная коррозионная среда. Особенно, когда металл контактирует с менее активными металлами, в данном случае с медью, играющей роль катода.
На аноде: Fe 0 – 2e - = Fe 2+
На катоде: 2H + + 2e - = 2H 0 - H 2 ↑
В данном случае железо играет роль катода.
На аноде: Zn 0 – 2e - = Zn 2+
На катоде: 2H + + 2e - = 2H 0 – H 2 0 ↑
По сути дела получается гальванический элемент и если соединить железный гвоздь и цинк с гальванометром, то прибор покажет наличие тока в цепи. Цинковая пластинка служит источником электронов, она растворяется. Железо не корродирует до тех пор, пока не растворится цинковая пластинка.
Дети выходят со своими стаканчиками, демонстрируют их классу и с помощью учителя объясняют процессы коррозии. Все необходимые записи делаются в тетради и на доске.
Вывод: Коррозия протекает быстрее в присутствии электролита и когда металл соединён с менее активным металлом.
Основные методы защиты металлов от коррозии (работа с учебником).
Учитель: Мы рассмотрели сущность процесса коррозии и основные методы защиты металлов от коррозии, а теперь домашнее задание.
Объясните химические процессы о которых идёт речь в отрывке из стихотворения А. Ахматовой.
План-конспект урока химии по теме "Коррозия металлов"(9 класс)
Этой теме предшествовали темы: «Сплавы», «Получение металлов», «Общие химические свойства металлов».
Тип урока: изучение и первичное закрепление новых знаний
Тип нового знания: введение понятия - коррозия химическая и электрохимическая.
Технология: урок комбинированный:
· первая часть разработана в системе традиционного обучения с опорой на технологию, личностно-ориентированного деятельностного метода, есть элементы проблемного обучения.
· вторая часть урока: исследовательская с элементами проблемного изучения и опорой на групповую форму работы.
Образовательные
Ø Познакомить с сущностью химической и электрохимической коррозии металлов;
Ø Закрепить знания об окислительно-восстановительных реакциях;
Ø Научить использовать приобретённые знания для объяснения явлений окружающей среды;
Ø Научить грамотному использованию металлических изделий.
Развивающие
Ø Продолжить развивать умения проведения химического эксперимента с соблюдением правил техники безопасности;
Ø Развивать умение проектировать химический эксперимент ,предсказывать состав образующихся продуктов реакции;
Ø Развивать информационную компетентность учащихся, проявляющуюся в умении получать информацию из различных информационных источников, проводить анализ и синтез собранной информации;
Ø Продолжить формирование химической грамотности;
Ø Развивать некоторые практические умения защиты металлов от коррозии.
Воспитательные
Ø Продолжать прививать интерес к химии через межпредметные связи, связь науки с жизнью, опережающее задание группам учащихся;
Ø Развивать самостоятельность в работе учащихся и умение работать в группах: сотрудничать;
Ø Вырабатывать познавательную активность.
Здоровье сберегающие
Ø Создать благоприятный психологический климат на уроке;
Ø Соблюдать требования СанПИНа к гигиене учебного кабинета.
Оборудование и материалы:
ТСО : Компьютер, интерактивная доска Smart
Оборудование : спиртовка, тигельные щипцы, спички, лотки, пробирки, гвозди, медная проволока, медная и серебряная монеты;
Реактивы : С u , пробирки с заранее подготовленными (за 4 дня) образцами эксперимента по изучению условий коррозии -
пробирка №1 - раствор гидроксида натрия +ж.гвоздь
пробирка №2 - раствор хлорида натрия +ж.гвоздь.
пробирка №3 - раствор хлорида натрия +ж.гвоздь обвитый медной проволокой
Раздаточный материал: опорные конспекты, дидактический материал на столах учащихся для самостоятельной и групповой работы.
Компьютерная презентация « Коррозия металлов»
Название этапа
Приемы и методы
Этап организации урока
Этап проверки знаний учащихся
Проверка знаний учащихся методом тестирования учеников и взаимопроверка. Работа в парах.
Работа по индивидуальным карточкам
Постановка учебной задачи
Постановка проблемы. Информационный запрос (стадия вызова)
Этап изучения нового материала и демонстрации опытов
Рассказ учителя сопровождается демонстрацией слайдов презентации, созданной в Power Paint
Демонстрация опытов учащимися и их объяснение.
Выполнение записей в опорном конспекте.
Этап проверки понимания учащимися учебного материала, анализ лабораторного опыта. Закрепление новых понятий.
Работа с опорными конспектами и учебником, дидактическим материалом.
Запись на доске и в дневниках. Комментарий учителя.
Выделение главного на уроке. Выставление оценок.
1. Организационный момент
2. Проверка знаний учащихся
v Тестирование основной части учеников (Учащиеся отвечают на вопросы теста, меняются листочками и проверяют ответы друг друга, листы проверки сдают учителю).Тест прилагается (Приложении № 1)
Ответы: Правильный ответ: 1 вариант 1-Б, 2-Б, 3-В, 4-В, 5-Б,
2 вариант 1-А, 2–Г, 3–А, 4-А,5-Г
( 1 вариант - ББВВБ 2 вариант - АГААГ) (Написано на доске)
Ключ оценивания: 5 «+» – «5»
v Индивидуальное задание по карточке.
Напишите уравнение получения железа из красного железняка и расставьте коэффициенты с помощью электронного баланса.
(Выполняет на развороте доски ).
3. Постановка учебной задачи
На слайде представлены следующие изображения: , Эйфелева башня, ржавое изделие, яхта, монета, посуда. Учащимся предлагается рассмотреть их и ответить на вопрос: «О каком явлении пойдет речь на занятии?». (Слайд № 1)
Ученики: Вероятно о явлениях получения и разрушения металлов.
Учитель: Как часто вы встречаетесь с явлением разрушения металлов?
Ученики: Приводят примеры. (Учитель демонстрирует слайды, с фотографиями изделий, подвергшихся коррозии) (Слайд №2-3)
Учитель: А как называется это явление? (ржавление, коррозия)
Итак, мы сегодня изучаем процесс коррозии металлов. Зачитываю эпиграф урока и прошу дома поразмышлять над словами философа, что лучше «истираться» – ведя активный образ жизни, или «ржаветь» не работая? .( Слайд 4)
Прежде, чем перейти к объяснению и просмотру презентации, предлагаю выполнить задание: на доске записаны вопросительные слова: что?, почему?, как?, какая?, для чего? Составьте, пожалуйста, вопросы к теме «Коррозия металлов и способы защиты от неё» используя данные вопросительные слова.( Слайд 5)
Фронтальный опрос учащихся с фиксированием лучших вопросов на доске.
Например:
- Что такое коррозия металлов?
- Почему возникает коррозия металлов?
- Как возникает коррозия металлов? (Как защитить металл от коррозии?)
- Какая бывает коррозия?
- Для чего надо изучать коррозию? или др.
Учитель: Скажите, пожалуйста, какова будет цель нашего урока?
Ученики: Получить ответы на поставленные вопросы.
Мы должны выяснить:
Ä Что такое коррозия металлов?
Ä Какова роль коррозии в жизни человеческого общества и зачем ее изучать?
Ä Какие виды коррозии бывают?
Ä Как протекает этот процесс?
Ä Какие способы защиты от нее существуют? (слайд № 6)
4. Изучение нового материала
Учитель: Все явления в природе подчиняются строгим законам. Один из этих законов, в частности, гласит, что из двух состояний с большей вероятностью реализуется то, которое более устойчиво. Так многие соединения, в том числе, оксиды металлов, при нормальных термодинамических условиях устойчивее, чем металлы. Поэтому в земной коре большинство металлов содержатся не в чистом виде, а в форме химического соединения. Особенно часто встречаются соединения металлов с кислородом и серой.
Назовите важнейшие руды, используемые для получения железа.
Ученики: Красный железняк – Fe 2 O 3 , бурый железняк - 2 Fe 2 O 3* 3 H 2 O , магнитный железняк – Fe 3 O 4 .
Учитель: Легко ли получить железо из этих руд? Перечислите способы получения металлов.
Ученики: Конечно же, нет, железо получают пирометаллургическим способом. Пирометаллургический, гидрометаллургический, электрометаллургический.
Учитель: Какой процесс протекает при этом с металлами? (вызывает для объяснений ученика, выполнявшего индивидуальное задание у доски)
Ученики: Железо восстанавливается.
Учитель: Действительно приходится применять сложные и чрезвычайно энергоемкие металлургические процессы, чтобы извлечь металлы из химических соединений, и изготовить из них необходимые предметы.
Но большую долю результатов этого труда отнимает у людей злейший враг металлов - коррозия.
По данным Института физической химии РАН, каждая шестая домна в России работает впустую – весь выплавляемый металл превращается в ржавчину. «Ржа ест железо» - гласит русская народная поговорка.
Ржавчина, которая появляется на поверхности стальных и чугунных изделий, - это яркий пример коррозии. Вы, конечно же, слышали это слово.
Ржавлением называют только коррозию железа и его сплавов. Другие металлы корродируют, но не ржавеют. В повседневной жизни человек чаще всего сталкивается с коррозией железа. (Демонстрация слайдов материалов со следами коррозии)
Слово коррозия происходит от латинского слова corrodere, что означает разъедать. Так считали древние, а что мы подразумеваем под процессом коррозии?
Предполагаемый ответ учеников: Коррозия – это разрушение металлических изделий.
Коррозия причиняет огромный ущерб, и мы повседневно замечаем следы ее опустошительного действия. Только потери стали из-за коррозии во всем мире оцениваются в сотни миллиардов долларов в год. Помимо этого коррозия причиняет огромный не поддающийся учету ущерб, связанный с выходом из строя коррозирующих деталей, машин, оборудования и сооружений. А загрязнения окружающей среды, вызванные утечкой газа, нефти и других опасных веществ из трубопроводов из-за коррозии, что отрицательно воздействует на здоровье и жизнь людей.
В ноябре 2007 года в Керченском заливе во время сильного шторма затонуло 12 судов. Все они были насквозь проржавевшими. Один из них - танкер “Волгонефть-139” разломился пополам. В море вылилось 2000 т мазута. В результате погибло 35000 птиц, несколько десятков километров береговой линии оказались загрязненными. Предварительный ущерб равен 30 млрд. рублям. Самое страшное, что погибли люди. Причиной этого экологического бедствия явился не только шторм, но и человеческий фактор: такие суда нельзя допускать к эксплуатации! (Журнал “Огонек” №49, ноябрь, 2007)
Все осознают, что с коррозией надо бороться. А чтобы ее победить нужно, знать причины и механизмы ее протекания. Как вы думаете, почему металлы корродируют?
Ученики: Вероятно, металлы переходят в стабильное состояние, переходя в состав химических соединений, т.е. превращаются в ионы.
Учитель: Вы абсолютно правы, с химической точки зрения коррозией называют самопроизвольный процесс разрушения металлов и изделий из них под химическим воздействием окружающей среды, при этом металлы окисляются и переходят в устойчивые формы существования.
Учитель: А подвергается ли коррозии алюминий? И каково значение этого процесса?
Многие металлы, в том числе и довольно активные (например, алюминий) при коррозии покрываются плотной, хорошо скрепленной с металлами оксидной пленкой, которая не позволяет окислителям проникнуть в более глубокие слои и потому предохраняет металл от коррозии. При удалении этой пленки металл начинает взаимодействовать с влагой и кислородом воздуха. Значит, этот процесс коррозии полезен.
Учитель: Во влажном воздухе поверхность меди покрывается зеленоватым налетом (патиной) в результате образования основных солей меди.
Учитель: Возникает ли коррозия без причины? Что может вызвать появление этого процесса?
Ученики Окружающая среда.
Учитель: Приведите примеры очень агрессивной окружающей среды, которая на ваш взгляд вызывает сильную коррозию.
Ученики: Морская вода, кислота, щелочь, растворы солей.
Учитель: А воздух влияет на коррозию и почему?
Ученики: Конечно, да. Так как в воздухе 21 % -– кислорода.
Учитель: Таким образом, получается, что окисление металлов может происходить под действием разных сред, различных окислителей, в разной степени, поэтому ее подразделяют на разные группы (Слайд № 11)
Сплошная коррозия распределяется равномерно по всей поверхности металла или сплава (например, процесс ржавления сплавов железа на воздухе или их взаимодействие с сильными кислотами) (слайд № 11).
При местной коррозии ее очаги распределяются неравномерно — в виде коррозионных пятен или точек, что особенно опасно для промышленной химической аппаратуры.
Учитель: Для выяснения условий возникновения коррозии ваши одноклассники проводили опыты, попросим продемонстрировать и рассказать о результатах поставленных опытов.
Рассказ Цыплаковой Дарьи.
Чтобы выяснить условия разрушения металлов – коррозии мы провели ряд химических экспериментов.
Опыт № 1. (Демонстрирует) Я взяла медную проволоку и внесла ее в пламя спиртовки. Через некоторое время медь чернеет, покрывается оксидом меди ( II ), т.к. окисляется кислородом, содержащимся в воздухе.
Коррозия меди происходит по уравнению:
2 Cu + O 2 → 2 CuO (запись на доске)
Учитель: Продолжит рассказ Вероника Бервицкая. Она расскажет о наблюдениях, полученных при проведении опытов, поставленных заранее.
Бервицкая Вероника: Для выяснения условий возникновения коррозии мы провели еще один эксперимент, вспомнив, что коррозия протекает очень сильно в воде. Нас, интересовало, что является причиной коррозии: вода или кислород, растворенный в воде? Кислород содержится не только в воздухе, но и в воде, поскольку в ней растворим.
Мы провели следующий эксперимент : В две пробирки мы положили железные гвозди. В одну пробирку налили кипяченую воду. Прокипятив ее, мы практически удалили растворенный в ней кислород. Во вторую пробирку налили водопроводной воды. Каждую пробирку закрыли пробками, чтобы перекрыть доступ воздуха, т.е. кислорода. Результаты появились уже на следующий день. Быстрее корродирует гвоздь в некипяченой воде, хотя пробирка и закрыта пробкой, и кислород не поступает в пробирку. Очевидно, коррозия вызывается кислородом, растворенным в воде. (Демонстрируют результаты опытов) Слайд 12
Учитель: Вспомните, рассказ учеников об исследованиях и сделайте вывод об условии возникновения коррозии.
Ученики: Первое условие возникновения коррозии - это наличие окислителя в окружающей среде.
Учитель: Железо под воздействием O2 , H2О постепенно корродирует. Этот процесс является окислительно-восстановительным, где металл является восстановителем. Коррозия железа может быть описана упрощенным уравнением
4 Fe + 3 O 2 + 6 H 2 О = 4 Fe ( OH ) 3
Fe 0 -3е= Fe +3 восстановитель
O 0 2+4 е=2O -2 окислитель
(Учитель записывает уравнения реакций на доске, а 1 ученик диктует учителю запись электронного баланса уравнения).(Ученики записывают уравнение в своих конспектах).
Учитель: В этих опытах мы выяснили роль кислорода воздуха в коррозии железа.
Запишем вывод: Кислород является одним из агрессивных факторов коррозии. При этом происходит химическая коррозия.
Давайте дадим определение понятию “химическая коррозия”.
Обратитесь к записям, почему медь, железо корродируют?
Ученики: Окисляются кислородом. Вступают в химическую реакцию
Учитель: Какой процесс лежит в основе этого типа коррозии?
Ученики: Химическая реакция
Учитель: А теперь соедините все вместе, и получится понятие – химическая коррозия
Химическая коррозия - это разрушение металлов в результате их химического взаимодействия с веществами окружающей среды (Слайд №11 )
Если на металлы действуют только сухие газы или жидкости, не являющиеся электролитами, то мы имеем дело с химической коррозией.
Учитель: Чаще всего металлы и изделия из них находятся в среде электролита, здесь мы встречаемся со вторым видом коррозии металлов - электрохимической.
Что является причиной окисления металлов в случае электрохимической коррозии?
Это понятие похоже на предыдущее?
Значит, в этой коррозии есть, что-то от химической коррозии, что именно?
Что нового добавилось в этом сложном слове?
Учитель: С чем у вас ассоциируется слово «Электро»
Ученики: Электричество, электрон, электрический ток, электролит.
Учитель: Что мы называем электрическим током?
Ученики: Электричество или электрический ток – это направленное движение электронов.
Учитель: Почему же здесь возникает электрический ток? Нам нужно в этом разобраться. ( слайд 15 )
Рассмотрим в качестве примера коррозию железа в растворе соляной кислоты в контакте с медью.
(демонстрация слайда № 15 )
При этом возникает гальванический элемент. Более активный металл – железо окисляется и переходит в раствор в виде ионов Fe 2+
Fe 0 – 2 e → Fe 2+
Железо и медь контактируют друг с другом, и электроны, выделяющиеся при окислении железа, перемещаются на медь, где их и получает ион водорода. Т.е возникает движение электронов, а это и есть электрический ток.
Ионы же водорода двигаются к меди (катоду), где, принимая электроны, восстанавливаются:
Если электролит имеет нейтральную или щелочную среду, тогда на катоде протекает процесс восстановления кислорода, растворенного в электролите:
O 2 + 2 H 2 O +4 e →4 OH - в этом случае образовавшиеся ионы ОН - соединяются с перешедшими в раствор ионами железа
Fe 2+ + 2 OH - → Fe ( OH )2↓
Fe ( OH )2 в присутствии воды и кислорода превращается в Fe ( OH )3, который частично отщепляет воду и образующееся вещество отвечает по составу бурой ржавчине y Fe 2 O 3 * xH 2 O
Учитель: Дадим определение электрохимической коррозии.
Ученики: Электрохимическая коррозия – это разрушение металлов в результате их химического взаимодействия с веществами окружающей среды, которое сопровождается возникновением электрического тока. Или это такая коррозия, в результате которой наряду с химическими процессами протекают и электрические.
Учитель: ЭХК вызывают главным образом, загрязнения, примеси, содержащиеся в металле, неоднородность химического состава и структуры, а также неоднородность его поверхности. Согласно теории ЭХК при соприкосновении Ме с электролитом на его поверхности возникают множество микрогальванических элементов. При этом анодом является более активный металл, а катодом –загрязнения, примеси, менее активный металл.
Учитель: Для закрепления знаний об условиях возникновения коррозии проведем лабораторный опыт и проанализируем его результаты
На ваших столах в лотках стоят 5пробирок. В каждую наливали растворы электролитов: в 1- ю 10%- ый раствор NaOH, в остальные 15% - раствор NaCl. В пробирки опускали по железному гвоздю, в 3 –ю гвоздь в контакте с медной проволокой, в 4 –ю гвоздь в контакте с Zn, в 5-ю опустили кусок медной пластины.
Эти пробирки подготавливали одновременно. Прошло 4 дня. О том, как происходила коррозия, вы можете судить по характеру осадков.
Вы должны проследить за изменениями, произошедшими в пробирках, зафиксировать результаты наблюдения в таблице опорного конспекта. От каждой группы вывод по результатам анализа читает ученик закладывавший опыт, остальные записывают в конспект.
Лабораторный опыт
Определения влияния условий окружающей среды на скорость коррозии
Конспект урока и презентация на тему " Коррозия металлов" 9 класс
образовательная – учащиеся должны усвоить понятие коррозии как окислительно-восстановительного процесса, разобраться в сущности электрохимической коррозии и причинах, вызывающих ее ускорение; уяснить влияние на скорость коррозии образования микрогальванической пары в среде электролита;
развивающая – развить умение на основании знаний об условиях коррозии предполагать способы защиты металлов от коррозии в быту, т.е. применять свои знания на практике;
воспитательная – вырабатывать у школьников познавательную активность, интерес к предмету, умение работать в коллективе, в группах.
Методы – словесный (объяснение, беседа), наглядный, практический.
Организационный момент. ( видео ролик « С добрым утром»
Актуализация знаний ( слайд №3)
Тестирование (5 мин). 2 варианта по 10 вопросов
( слайд№4)Взаимопроверка по ключам (выставление оценок в лист учета)
5-6 вопросов – оценка «3»
7-8 вопросов – оценка «4»
9-10 вопросов – оценка «5»
Тесты по теме: «Железо».
вариант І
а) ванадия. в) марганца.
б) хрома. г) железа.
2. Железо в соединениях имеет:
а) постоянную валентность. в) переменную валентность.
б) валентность, равную нулю. г) отрицательную валентность
3. Окислительными и восстановительными свойствами обладает частица:
4. Молекулярная формула гематита:
5. Железо горит в кислороде, при этом образуется железная окалина. Ее молекулярная формула:
6. Продуктом коррозии железа является:
а) серая ржавчина в) белая ржавчина
б) бурая ржавчина г) зеленая ржавчина.
7. Качественной реакцией на является реакция с гексацианоферратом( І ) калия ( желтой кровяной солью ). Какое окрашивание дает при этом продукт реакции:
8. Чугун- сплав, в состав которого входят:
а) железо и сера в)железо и кислород б) железо и углерод г) железо и медь
9. Вещество, имеющее формулу Fe ( , называется:
а) гидроксид железа( ІІІ ) в) гидроксид железа б)оксид железа ( ІІІ ) г)
10. В виде какого минерала встречается железо в природе:
а) красный железняк в) желтый железняк б)серый железняк г) черный железняк
В каком виде железо менее всего подвергается коррозии:
а) чугун в) сталь б)чистое г) железо с содержанием меди
2. Какой цвет имеет осадок гидроксид железа( ІІІ ) :
3. Качественной реакцией на является реакция с гексацианоферратом( І ) калия ( желтой кровяной солью ). Какое окрашивание дает при этом продукт реакции:
4. Железо в соединениях имеет:
б) валентность, равную нулю. г) отрицательную валентность.
5. Для получения какого металла применяют доменный процесс:
6. Какая из этих формул относится к бурому железняку:
7. Изделие из железа с целью защиты его от коррозии покрывают: а) б) цинком как металлом, на поверхности которого имеется защитная пленка в) ртутью как самым активным металлом г)
8. Молекулярная формула гематита:
9. Какая формула соответствует дигидрофосфату железа
10. В состав стали «нержавейка» входят:
а) в) железо,титан и никель
б) железо, цинк и алюминий г)
включение в новую тему.
На предыдущих уроках мы с вами познакомились с темой : Железо и его соединения. Сегодня мы с вами продолжим изучать данную тему, и рассмотрим один из самых опасном и коварном процессе, который носит название КОРРОЗИЯ.
( слайд №5) Хвастается новенький металл:
«Как силен я, смел и как удал!
Неподвластен никакой угрозе я,
Кроме рыжей крысы с именем
История металла. Железо – элемент, всем хорошо известный. Железо используют как в чистом виде, так и в составе различных сплавов.
(слайд№7) О значении железа очень ярко сказал академик А.Е.Ферсман: «Я хочу поразить читателя и нарисовать картину того, что было бы с человеком, если бы он вдруг узнал, что все железо на поверхности земли исчезло и что его ниоткуда больше достать нельзя. Правда, он узнал бы это довольно решительным образом, ибо исчезли бы его кровать, распалась бы вся мебель, уничтожились все гвозди, обвалились потолки и уничтожилась крыша. На улицах стоял бы ужас разрушения: ни рельсов, ни вагонов, ни паровозов, ни автомобилей, ни экипажей, ни решеток не оказалось бы, даже камни мостовой превратились бы в глинистую труху, а растения начали бы чахнуть и гибнуть без живительного металла. Разрушение ураганом прошло бы по всей Земле, и гибель человека сделалась бы неминуемой».
Иногда создается впечатление, что природа, творя железо, снабдила его таким комплексом свойств, которые необходимы и вполне достаточны, чтобы сполна удовлетворить все разнообразные нужды человека. Ошиблась природа в одном: не обеспечила железо устойчивостью к внешней среде – оно легко корродирует и этим создает человеку очень много проблем научных, технических и, конечно, материальных. Человеку приходится применять сложные и чрезвычайно энергоемкие металлургические процессы, чтобы извлечь металлы из химических соединений, в виде которых они находятся в рудах. Значительную долю результатов этого труда у людей отнимает злейший враг металлов – коррозия. В процессе коррозии металлы снова превращаются в сложные вещества, подобные тем, которые содержались в рудах. О коррозии упоминается даже в Ветхом Завете: «не сотвори себе кумира на земле, ибо ржавчина и моль его разрушат»
I . Изучение новой темы.
Слово «коррозия» происходит от латинского «коррозио» - разъедание.
Коррозия – самопроизвольное разрушение металлов вследствие химического или электрохимического взаимодействия их с окружающей средой. «Поедают» металл все вещества, которые могут с ним реагировать: кислород и вода, кислоты и щелочи, растворы солей (морская вода).
Аппетит у «металлоедов» чудовищный – ежегодно они уносят до 30% производимого металла; 2/3 этого количества в виде металлолома возвращаются в промышленность, а 1/3 теряется безвозвратно. Но убытки этим не ограничиваются. ? Какие еще расходы возникают в результате коррозии?
Стоимость деталей и конструкций, вышедших из строя вследствие коррозии, выше стоимости самого металла. По причине коррозии случаются аварии. Коррозия увеличивает расходы на ремонт машин, на бензин. Значительные средства требует профилактика коррозии. Таким образом, коррозия порождает своеобразную цепную реакцию расходов, которые растут как снежный ком, причем косвенные расходы во много раз превышают прямые.
Коррозия это окислительно-восстановительный процесс, при котором атомы металлов переходят в ионы (идет процесс окисления)
Слайд №12 самостоятельная работа ( стр 172-173). Заполнить таблицу
Виды коррозии
В чем сущность каждого вида?
Различают два вида коррозии: химическую и электрохимическую.
Химическая коррозия – это разрушение металла в результате взаимодействия их с сухими газами или жидкостями, не проводящими электрический ток.
Этот вид не приносит особого вреда.
Электрохимическая коррозия – это разрушение металлов при контакте двух металлов в воде или среде другого электролита.
В данном случае наряду с химическим процессом идет электрический – перенос электрона, т.е. возникает электрический ток.
Этот вид приносит большой вред.
Работа в группах
Сейчас каждая группа получит задания и, внимательно рассмотрев их даст ответы на поставленные вопросы.
1.Гвоздь в дистиллированной воде.
Гвоздь в растворе хлорида натрия.
Гвоздь в контакте с медью растворе соли.
Гвоздь в контакте с цинком в растворе соли.
Гвоздь в растворе соли и щелочи.
№ 1. Железный гвоздь + чистая вода.
Насколько сильно корродировал гвоздь в чистой воде?
Сделайте вывод о скорости коррозии в чистой воде.
№ 2. Железный гвоздь + раствор хлорида натрия NaCl .
Насколько сильно корродировал гвоздь в растворе хлориде натрия?
Что из себя представляет по внешнему виду ржавчина?
Сделайте вывод о скорости коррозии в растворе соли.
№ 3. Железный гвоздь + медная проволока + раствор NaCl .
Насколько сильно корродировал гвоздь в контакте с медной проволокой?
Почему из двух металлов в первую очередь корродирует железо?
Сделайте вывод о скорости коррозии железа при контакте его с медью.
№ 4. Железный гвоздь + цинковая пластинка + раствор NaCl
Какой из металлов (железо или цинк) подвергся коррозии?
Почему железо осталось не измененным?
Сделайте вывод о скорости коррозии железа при контакте его с цинком.
№ 5. Железный гвоздь + раствор NaCl + раствор NaOH .
Присутствие каких ионов, по вашему мнению, затормозило процесс коррозии?
Сделайте вывод о скорости коррозии железа в контакте с гидроксид-ионами.
( слайд № 14,15)
1. Железо слабо корродировало, в чистой воде коррозия идет медленнее, т.к. вода слабый электролит.
2. Железо корродирует сильнее, т. к. хлорид натрия более сильный электролит и это увеличивает скорость коррозии.
3. Скорость коррозии велика. Образовалось много ржавчины. Железо сильно корродирует в контакте с менее активным металлом – медью.
4. Наблюдаем коррозию не железа, а цинка, т.к. железо в контакте с более активным металлом даже в сильно коррозионной среде – растворе хлорида натрия – не корродирует, остается защищенным до тех пор, пока не прокорродирует весь цинк.
5. Коррозия практически отсутствует. Щелочь замедляет коррозию, ионы ОН - являются ингибиторами коррозии.
Теперь мы знаем сущность коррозии, а знать, значит победить. Таков девиз нашего урока.
А сейчас творческая работа.
Каждая группа должна придумать рекламу для выбранного способа защиты металлов от коррозии. Сейчас нужно рассказать об этом способе защиты и прорекламировать его.
Простейшее средство защиты – это лакокрасочное покрытие.
Изготовление сплавов, стойких к коррозии.
1. Простейшее средство защиты – лакокрасочное покрытие, оно защищает поверхность металла от непосредственного контакта с окружающей средой и другими металлами. Борта теплоходов и других кораблей обычно снаружи покрывают масляной краской. Краска или лак прочно пристают к поверхности , но такие покрытия недолговечны. Однако в домашних условиях предотвратить ржавление батарей центрального отопления, канализационных труб этот способ поможет . Отправляя машины с завода, их густо покрывают смазочным маслом. Оно тоже не пропускает ни воздух, ни воду. Но масло годится только на время, пока машина в пути. Однако есть еще один способ сделать сталь нержавеющей. Это использование металлических покрытий - это нанесение на поверхность металла слоя другого, более или менее активного, чем защищаемый металл. Металлические покрытия получают в результате хромирования, никелирования, меднения, золочения, лужения (покрытие оловом) и т.д.
2. Протекторная защита – это электрохимический способ защиты металлов. Он заключается в том, что защищаемый металл, например железо, соединяют с протектором – более активным металлом (цинк, алюминий, магний). Чтобы спасти стальные конструкции, «приносят в жертву» магниевые блоки, расположенные во влажном грунте на некотором расстоянии друг от друга. Примерно также защищают цинковыми пластинами стальные корпуса морских судов. При контакте двух металлов протектор, сделанный из более активного металла будет разрушаться, защищая конструкцию. Протекторную защиту используют для металлических конструкций, соприкасающихся с морской и речной водой. В быту - пример электрохимической защиты - это оцинкованное ведро. Цинковый слой может иметь дефекты, царапины, он может даже не покрывать полностью все ведро – защитное действие все равно будет обеспечено.
5. Очень важным способом защиты металлов от коррозии является создание антикоррозийных материалов – сплавов, замена металлов полимерными материалами. Если хром добавить в сталь, когда она варится, получается очень твердый сплав, из которого можно делать и танки, и броню для боевых кораблей, и стволы пушек. А если побольше хрома прибавить, тогда получится сталь для подводных лодок. Она не ржавеет и называется нержавеющей сталью. Если в сталь добавить никель, то такую сталь ржавчина никогда не съест. Нержавеющая сталь, содержащая хром или никель, вероятно, есть у многих дома. Из такой стали делают ложки, вилки, ножи. Они довольно легкие, по цвету немного темнее серебра..
Выводы по уроку
Слайд № 24,25 Дополнительный материал по теме.
О том, сколь коварна и прожорлива коррозия, знают все автомобилисты. Двигатель порой готов еще служить верой и правдой, а кузов машины уже насквозь разъеден ржавчиной. Вот почему проблемам борьбы с коррозией ведущие автомобильные фирмы придают огромное значение. В январе 1986 г в Брюсселе проходил международный автосалон, на котором демонстрировалось более 1300 автомобилей из трех десятков стран. Всеобщее внимание привлекли машины шведской фирмы «Вольво», которая сумела существенно повысить антикоррозионную стойкость своей продукции и дает покупателям гарантию на 8 лет. Чтобы ни у кого на этот счет не возникало сомнений, фирма придумала оригинальную рекламу: на одном из ее стендов был установлен гигантский аквариум с водой, в котором, пока функциониров ал салон, все время находился автомобильный остов, прошедший перед этим специальную антикоррозионную обработку. «Не знаем, как насчет 8 лет, но за дни работы салона, - шутила одна из бельгийских газет, - металлическая рыбка «Вольво» не проржавела».
IV . Задание на дом. Что нужно учитывать инженеру- конструктору при проектировании новых машин и аппаратов?
Читайте также: