Презентация на тему коррозия металлов
Обновлено: 04.10.2024
Презентация содержит наглядную информацию для объяснения механизма коррозии, способов защиты от нее, в конце работы есть задания для закрепления.
| Вложение | Размер |
|---|---|
| korroziya.ppt | 2.3 МБ |
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:
Подписи к слайдам:
Коррозия металлов 22.08.20 Душак Ольга Михайловна
Коррозия Корро́зия (от лат. corrosio — разъедание) — это самопроизвольное разрушение металлов в результате химического или физико-химического взаимодействия с окружающей средой 22.08.20 Душак Ольга Михайловна
Классификация 22.08.20 Душак Ольга Михайловна
«Ржа ест железо» - гласит русская народная поговорка. Ржавчина, которая появляется на поверхности стальных и чугунных изделий, - это яркий пример коррозии. Ржавлением называют только коррозию железа и его сплавов. Другие металлы коррозируют, но не ржавеют. 22.08.20 Душак Ольга Михайловна
По характеру разрушения металла различают коррозию сплошную и местную. Сплошная коррозия распределяется равномерно по всей поверхности металла или сплава (например,процесс ржавления сплавов железа на воздухе или их взаимодействие с сильными кислотами). При местной коррозии ее очаги распределяются неравномерно — в виде коррозионных пятен или точек, что особенно опасно для промышленной химической аппаратуры. 22.08.20 Душак Ольга Михайловна
Химическая коррозия металлов — это разрушение металлов в результате их химического взаимодействия с веществами окружающей среды. 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. 22.08.20 Душак Ольга Михайловна
Электрохимическая коррозия — это разрушение металлов, которое сопровождается возникновением электрического тока. Это такая коррозия, в результате которой наряду с химическими процессами (отдача электронов атомами коррозируемого металла — процесс окисления)протекают электрические (перенос электронов от одного участка изделия к другому). 22.08.20 Душак Ольга Михайловна
22.08.20 Душак Ольга Михайловна
Способы защиты от коррозии 1. легирование металлов 2. нанесение на поверхность металлов защитных пленок 3. введение ингибиторов (замедлителей коррозии) 4. протекторный метод защиты от коррозии 22.08.20 Душак Ольга Михайловна
1. легирование металлов 1. легирование металлов , т.е. получение сплавов. Например, в настоящее время создано большое число нержавеющих сталей путем присадок к железу никеля, хрома, кобальта и др. Такие стали, действительно, не покрываются ржавчиной 22.08.20 Душак Ольга Михайловна
2. нанесение на поверхность металлов защитных пленок : 2. нанесение на поверхность металлов защитных пленок : лака, краски, эмали, других металлов. Листовое железо, покрытое цинком, называют оцинкованным железом, а покрытое оловом – белой жестью. Первое в больших количествах идет на кровли домов, а из второго изготавливают консервные банки. И то и другое получают главным образом протягиванием листа железа через расплав соответствующего металла. Покрытия из цинка и олова (так же, как и других металлов) защищают железо от коррозии при сохранении сплошности. При нарушении покрывающего слоя (трещины, царапины) коррозия изделия протекает даже более интенсивно, чем без покрытия. Это объясняется «работой» гальванического элемента железо – цинк и железо – олово. 22.08.20 Душак Ольга Михайловна
3. введение ингибиторов (замедлителей коррозии) 3. введение ингибиторов (замедлителей коррозии) Проведение эксперимента. В пробирку на 1/5 объема налили разбавленную серную кислоту, затем поместили в нее железные стружки. Довели до кипения. Наблюдали выделение пузырьков газа водорода. Затем в эту же пробирку добавили ингибитор уротропин (1 измельченную таблетку). Уротропин можно заменить тиомочевиной или сухим горючим. Реакция с кислотой прекратилась. 22.08.20 Душак Ольга Михайловна
4. протекторный метод защиты от коррозии 22.08.20 Душак Ольга Михайловна
4. протекторный метод защиты от коррозии Если это не учитывать! Один из американских миллионеров, не жалея денег,решил построить самую шикарную яхту. Ее днище было обшито дорогим металлом (сплав 70% никеля и 30%меди), а киль, форштевень и раму руля изготовили из стали. В морской воде в подводной части яхты образовался гальванический элемент с катодом из металла, а анодом из стали. Он настолько энергично работал, что яхта еще до завершения отделочных работ вышла из строя, ни разу не побывав в море. 22.08.20 Душак Ольга Михайловна
Закрепление Требуется скрепить железные детали. Какими заклепками следует пользоваться медными или цинковыми, чтобы замедлить коррозию железа? Ответ обоснуйте. Как называются вещества, замедляющие коррозию? Введение каких элементов в сталь повышает ее коррозионную стойкость? К стальному днищу машины была предложена протекторная защита. Какой металл для этого лучше применить: Zn, Cu или Ni? Почему многие детали быстрее корродируют вблизи предприятий? Лист железа, покрытый цинком, и лист железа, покрытый оловом, процарапали до железа. Будет ли подвергаться коррозии железо в обоих случаях? 22.08.20 Душак Ольга Михайловна
По теме: методические разработки, презентации и конспекты
Урок по химии в 9 классе. Общие понятия о коррозии металлов, способы защиты.
Трехглавый дракон проник в царство Металлов. Он захватил символ Парижа - Эйфелеву башню и только постоянная химиотерапия помогает сопротивляться разрушительному действию сил Дракона. По.
Презентация химия 9 класс: "Коррозия металлов"
Презентация химия 9 класс: Коррозия металлов".
Урок в 9 классе по теме " Коррозия металлов и способы защиты металлических изделий"
Данный урок проводился в 9 классе по программе Габриеляна О.С. Урок рассчитан на 2 часа. Много заданий для организации групповой групповой формы работы. Первая часть урока разработана в системе .
Методическая разработка урока по химии "Коррозия металлов".
На этом уроке-путешествии ребята выяснят, что такое коррозия, а также познакомятся с сущностью химической и электрохимической коррозии, со способами защиты металлов от коррозии.
Методическая разработка урока по химии "Коррозия металлов"
Методическая разработка урока по химии "Коррозия металлов".
урок для 10 класса по теме "Коррозия металлов. Способы защиты от коррозии"
Это урок изучения нового материала. Целью является формирование понятия коррозии как окислительно-восстановительного процесса, изучение причин ее возникновения; расскрытие вреда коррозии, способов защ.
Презентация на тему "Коррозия металлов и способы защиты от нее"
КОРРОЗИЯ МЕТАЛЛОВ – физико-химическое или химическое взаимодействие между металлом (сплавом) и средой, приводящее к ухудшению функциональных свойств металла (сплава), среды или включающей их технической системы.
Слово коррозия происходит от латинского «corrodo» – «грызу»
(позднелатинское «corrosio» означает «разъедание»).
Коррозия вызывается химической реакцией металла с веществами окружающей среды, протекающей на границе металла и среды. Чаще всего это окисление металла, например, кислородом воздуха или кислотами, содержащимися в растворах, с которыми контактирует металл. Особенно подвержены этому металлы, расположенные в ряду напряжений (ряду активности) левее водорода, в том числе железо.
0 +4 0 t +3 +6 -2
2 Fe+ 3 SO2 + 3 O2 Fe2(SO4)3
0 0 t +3 -1
2 Fe + 3 Cl2 2 FeCl3
0 0 t +2 -2
2 Zn + O2 2 ZnO
Коррозия происходит в непроводящей ток среде.
Например, взаимодействие металла с сухими газами или жидкостями - неэлектролитами (бензином, керосином и т.д.)
Многие металлы (например, алюминий) при коррозии покрываются плотной, 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.
Коррозия происходит в токопроводящей среде (в электролите) с возникновением внутри системы электрического тока.
Металлы не однородны и содержат различные примеси. При контакте их с электролитами одни участки поверхности выполняют роль- анодов, другие- катодов.
Рассмотрим разрушение железного образца в присутствии примеси олова.
1. В кислой среде:
На железе, как более активном металле, при соприкосновении с электролитом происходят процессы окисления (растворения) металла и перехода его катионов в электролит:
Fe0 – 2 e = Fe 2+ (анод)
На катоде (олово) происходит восстановление катионов водорода:
Ржавчина не образуется, т.к. ионы железа (Fe 2+) переходят в раствор
2. В щелочной или нейтральной среде:
Fe 0 – 2e Fe 2+ (на аноде)
O20 + 2H2O + 4e 4OH – (на катоде)
Fe 2+ + 2 OH - Fe(OH)2
4 Fe (OH)2 + O2 + 2H2O = 4 Fe (OH)3 ( Ржавчина)
В результате коррозии железо ржавеет. Этот процесс очень сложен и включает несколько стадий. Его можно описать суммарным уравнением:
4Fe + 6H2O (влага) + 3O2 (воздух) = 4Fe(OH)3
Гидроксид железа(III) очень неустойчив, быстро теряет воду и превращается в оксид железа(III). Это соединение не защищает поверхность железа от дальнейшего окисления. В результате железный предмет может быть полностью разрушен.
Катионы водорода и растворенный кислород- важнейшие окислители, вызывающие электрохимическую коррозию
Скорость коррозии тем больше, чем сильнее отличаются металлы по своей активности
Значительно усиливает коррозию повышение температуры
Зимой для удаления снега и льда с тротуаров используют техническую соль. Образующиеся растворы создают благоприятную среду для электрохимической коррозии подземных коммуникаций и деталей автомобилей.
Способы защиты от коррозии
5 способов защиты
от коррозии
Шлифование поверхностей
изделия
Применение легированных
сплавов
Нанесение защитных
покрытий
Электрохимические методы
защиты
Специальная обработка
электролита
или другой среды
1. Шлифование поверхностей изделия, чтобы на них не задерживалась влага.
2. Применение легированных сплавов, содержащих специальные добавки : хром, никель, которые при высокой температуре на поверхности металла образуют устойчивый оксидный слой(например Cr2O3).Общеизвестные легированные стали – «нержавейки», из которых изготовляют предметы домашнего обихода(ножи, вилки, ложки), детали машин, инструменты.
3.Нанесение защитных покрытий
Неметаллические – неокисляющиеся масла, специальные лаки, краски, эмали. Правда, они недолговечны, но зато дешевы.
Химические – искусственно создаваемые поверхностные плёнки: оксидные, нитридные, силицидные, полимерные и др. Например, все стрелковое оружие и детали многих точных приборов подвергают воронению – это процесс получения тончайшей плёнки оксидов железа на поверхности стального изделия.
Металлические – это покрытие другими металлами, на поверхности которых под действием окислителей образуются устойчивые защитные плёнки. Нанесение хрома- хромирование, никеля - никелирование, цинка - цинкование и т.д. Покрытием может служить и пассивный в химическом отношении металл – золото, серебро, медь.
4. Электрохимические методы защиты
*Протекторная (анодная) – к защищаемой металлической конструкции присоединяют кусочек более активного металла (протектора), который служит анодом и разрушается в присутствии электролита. В качестве протектора при защите корпусов судов, трубопроводов, кабелей и др. стальных изделий используются магний, алюминий, цинк.
*Катодная – металлоконструкцию подсоединяют к катоду внешнего источника тока , что исключает возможность её анодного разрушения.
Введение веществ - ингибиторов, замедляющих коррозию. Примеры использования современных ингибиторов: соляная кислота при перевозке и хранении прекрасно «укрощается» производными бутиламина, а серная кислота –азотной кислотой; летучий диэтиламин впрыскивают в различные ёмкости. Ингибиторы действуют только на металл, делая его пассивным по отношению к среде. Науке известно более 5 тыс. ингибиторов коррозии.
Удаление растворённого в воде кислорода (деаэрация). Этот процесс используют при подготовке воды, поступающей в котельные установки.
5. Специальная обработка электролита или другой среды, в которой находится защитная металлическая конструкция
Спасибо за внимание!
Краткое описание документа:
КОРРОЗИЯ МЕТАЛЛОВ – физико-химическое или химическое взаимодействие между металлом (сплавом) и средой, приводящее к ухудшению функциональных свойств металла (сплава), среды или включающей их технической системы.
Коррозия вызывается химической реакцией металла с веществами окружающей среды, протекающей на границе металла и среды. Чаще всего это окисление металла, например, кислородом воздуха или кислотами, содержащимися в растворах, с которыми контактирует металл. Особенно подвержены этому металлы, расположенные в ряду напряжений (ряду активности) левее водорода, в том числе железо.
Рабочие листы и материалы для учителей и воспитателей
Более 3 000 дидактических материалов для школьного и домашнего обучения
Презентация по химии на тему "Коррозия металлов" 11 класс
1. Коррозия – это процесс самопроизвольного разрушения металла под действием окружающей среды.
2. Коррозия– это процесс перехода металла в то природное, естественное состояние, в котором
мы встречаем его в земной коре.
Ущерб, наносимый коррозией
Мировая потеря 20 млн. тонн металла в год
Еще более значимы косвенные потери
Делийская
железная колонна
Эйфелева башня
Высота 7, 2 м, вес около 6 тонн
Возраст 1600 лет
Красили 18 раз,
отчего ее масса 9000 т
каждый раз увеличивалась
на 70 т (в сумме - 1260 т)
Коррозия
По виду
коррозионной среды
По процессам
Газовая
Жидкостная
Атмосферная
Почвенная
Сплошная
Местная
Химическая
Электрохимическая
Межкристаллитная
Блуждающими токами
По виду
коррозионной среды
Газовая
Атмосферная
Жидкостная
Почвенная
Блуждающими
токами
По характеру разрушений
Сплошная коррозия
Равномерная
Неравномерная
Местная коррозия
Язвенная
Точечная
Пятнами
Причины возникновения местной коррозии
Соль на дорогах
Морская вода
Межкристаллитная коррозия
Химическая коррозия
Химическая коррозия – самопроизвольное разрушение металлов
в среде окислительного газа (кислорода, галогенов и т.д.) при
повышенных температурах или в жидких не электролитах.
2Fe + 3Cl2 = 2FeCl3
4Fe + 3О2 = 2Fe2 О3
Газовая
В жидких
не электролитах
В нефти
В сере
В органических веществах
Cu + S = CuS
2 Ag + S = Ag2S
2Al + 6ССl4 = 3C2Cl6 + 3AlCl3
Электрохимическая коррозия
Электрохимическая коррозия металлов – самопроизвольный
процесс разрушения металлов в среде электролитов.
2Fe + O2 + 2H2O = 2Fe(OH)2
Me – ne = Me +n
Fe - 2е- → Fe2+
О2
О2
2Сu + O2+ 2H2O + CO2= CuCO3∙Cu(OH)2
О2
Защита металлов от коррозии
Применение ингибиторов
Ингибиторы - это вещества,
способные замедлять протекание
химических процессов или
останавливать их.
Известно более 5 тысяч
Нанесение защитных покрытий
Пластмасса
Краска
Лак
Грунтовка
Смола
Эмаль
Масло
Покрытие антикоррозионным металлом
Хромирование
Никелирование
Оцинковка
Позолота
Покрытие антикоррозионным металлом
Лужение
Покрытие
алюминием
Протекторная защита
анод
Fe
О2
О2
Zn - 2е- → Zn2+
катод
Zn более активный металл, чем Fe
Zn
О2
Усиление коррозии
Sn
анод
катод
Fe - 2е- → Fe2+
Fe
Fe более активный металл, чем Sn
О2
О2
О2
Вред от коррозии
Материальный
ущерб
Экономический
ущерб
Экологические
последствия
Материальный ущерб
Потери металлов
Порча изготовленных
из металлов изделий
Затраты на ремонт, замену деталей судов, автомобилей, аппаратуры, приборов, коммуникаций во много раз превышают стоимость металла.
Экомический ущерб
Утечка нефти, газов из разрушенных коррозией трубопроводов
Загрязнение окружающей среды
Отрицательное воздействие на здоровье людей
Экологические последствия
1 стакан: Fe + H2O
2 стакан: Fe + р-р NaCl
3 стакан: Fe, Cu + р-р NaCl
4 стакан: Fe, Zn + р-р NaCl
5 стакан: Fe + р-р (NaCl + NaOH)
Факторы, влияющие на скорость коррозии
( лабораторные опыты)
Стакан№1.
Железо слабо прокорродировало, в чистой воде коррозия идет медленнее, так как это слабый электролит.
Стакан№2.
Скорость коррозии выше, чем в первом случае, следовательно, NaCl увеличивает скорость коррозии.
Что наблюдали:
Стакан№3.
Железный гвоздь в контакте с медной проволокой, опущенный в раствор NaCl сильно прокорродировал.
Стакан№4.
В контакте с цинком железо не корродирует.
Стакан№5.
Железный гвоздь, опущенный в раствор NaCl, к которому добавили NaOH, не корродирует.
Задача 1
Сантехника попросили поставить водопроводный кран,
на стальную трубу. В наличии оказались хромированный и медный краны. Какой кран лучше выбрать? Аргументируйте ответ.
Задача 2
Человек поставил на зуб золотую коронку, по истечении
некоторого времени возникла необходимость в еще одной
коронке, но средств на коронку у него нет.
Возможен ли вариант, чтобы поставить на зуб
стальную коронку?
Что Вы можете предложить в решении данной проблемы?
Презентация познакомит зрителей с темой по химии. Материал соответствует программе одиннадцатого класса. В целях самообразования любой ученик может изучить данную разработку на домашнем компьютере. Слайды познакомят не только с новыми предметными терминами и определениями, но и помогут сформировать у школьников представление о процессе коррозии.
Учащимся будет легко работать с презентацией. Материал изложен логично, четко. Особая роль в разработке отводится иллюстративному материалу. Схемы, тематические рисунки и фотографии демонстрируют зрителям процесс разрушения металлов. Анимационные эффекты сопровождают наиболее важные разделы показа, акцентируя школьников на моментах, подлежащих запоминанию.
Презентация к уроку "Коррозия металлов"
презентация к уроку по химии (9 класс) по теме
Материал можно фспользовать в курсе химии 9 и 11 класса.
| Вложение | Размер |
|---|---|
| korroziya_metallov.ppt | 2.86 МБ |
Коррозия металлов Автор презентации: учитель МБОУ СОШ № 131 Цирина Т.А.
У металлов есть враг, который приводит к огромным безвозвратным потерям металлов, ежегодно полностью разрушается около 10% производимого железа. По данным Института физической химии РАН, каждая шестая домна в России работает впустую – весь выплавляемый металл превращается в ржавчину. Этот враг - коррозия.
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 (V в. до н.э.) уже имеется упоминание о применении олова для защиты железа от коррозии.
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. У Колосса Родосского бронзовая оболочка была смонтирована на железном каркасе. Под действием влажного, насыщенного солями средиземноморского воздуха железный каркас разрушился.
В 20 годы ХХ в. по заказу одного миллионера была построена роскошная яхта “Зов моря”. Еще до выхода в открытое море яхта полностью вышла из строя. 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.
Что является символом Парижа? –Эйфелева башня. Она неизлечима больна, ржавеет и разрушается, и только постоянная химиотерапия помогает бороться с этим смертельным недугом: её красили 18 раз, отчего её масса 9000 т каждыйраз увеличивается на 70 т.
Коррозия – разрушение металлов и сплавов под воздействием окружающей среды. Слово коррозия происходит от латинского corrodere , что означает разъедать.
Химическая коррозия Химическая коррозия – это взаимодействие металлов с сухими газами и жидкостями – неэлектролитами. Такому виду коррозии подвергаются турбины, арматура печей и детали двигателей внутреннего сгорания.
Электрохимическая коррозия Электрохимическая коррозия – это все случаи коррозии в присутствии воды и жидкостей – электролитов.
Сущность коррозии. Коррозия состоит из двух процессов: химического – это отдача электронов и электрического – это перенос электронов.
Закономерности коррозии: 1. Если соединены два разных металла, то коррозии подвергается только более активный, и пока он полностью не разрушится, менее активный защищён.
Закономерности коррозии: 2. Скорость коррозии тем больше, чем дальше друг от друга в ряду напряжений расположены соединённые металлы.
Способы защиты от коррозии. Одним из наиболее распространенных способов защиты металлов от коррозии является нанесение на их поверхность защитных пленок: лака, краски, эмали.
Широко распространенным способом защиты металлов от коррозии является покрытие их слоем других металлов. Покрывающие металлы сами корродируют с малой скоростью, так как покрываются плотной оксидной пленкой. Производят покрытие цинком, никелем, хромом и др.
Покрытие другими металлами.
В повседневной жизни человек чаще всего встречается с покрытиями железа цинком и оловом. Листовое железо, покрытое цинком, называют оцинкованным железом, а покрытое оловом – белой жестью. Первое в больших количествах идет на кровли домов, а из второго изготавливают консервные банки.
Способы защиты от коррозии. Создание сплавов с антикоррозионными свойствами. Для этого в основной металл добавляют до 12% хрома, никеля, кобальта или меди.
Способы защиты от коррозии. Изменение состава среды. Для замедления коррозии вводятся ингибиторы. Это вещества, которые замедляют скорость реакции.
Способы защиты от коррозии. Применение ингибиторов – один из эффективных способов борьбы с коррозией металлов в различных агрессивных средах (в атмосферных, в морской воде, в охлаждающих жидкостях и солевых растворах, в окислительных условиях и т.д.). Ингибиторы – это вещества, способные в малых количествах замедлять протекание химических процессов или останавливать их. Название ингибитор происходит от лат. inhibere , что означает сдерживать, останавливать. 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.
Электрозащита. 1. Протекторная защита. К основной конструкции прикрепляются заклёпки или пластины из более активного металла, которые и подвергаются разрушению. Такую защиту используют в подводных и подземных сооружениях.
Электрозащита. 2. Пропускание электрического тока в направлении, противоположном тому, который возникает в процессе коррозии.
презентация "Коррозия металлов"
презентация к уроку по химии (11 класс) на тему
Коррозия Волкова Наталья Мироновна учитель химии МБОУ «Лицей № 1» г. Красноярска 2015 год
Слово коррозия происходит от латинского corrodere , что означает разъедать. Хотя коррозию чаще всего связывают с металлами, но ей подвергаются также камни, пластмассы и другие полимерные материалы и дерево. Например, в настоящее время мы являемся свидетелями большого беспокойства широких слоев людей в связи с тем, что от кислотных дождей катастрофически страдают памятники (здания и скульптуры), выполненные из известняка или мрамора
коррозией называют самопроизвольный процесс разрушения материалов и изделий из них под химическим воздействием окружающей среды . Процессы физического разрушения к коррозии не относят, хотя часто они наносят неменьший вред памятникам культуры. Их называют истиранием, износом, эрозией, выветриванием.
Ржавлением называют только коррозию железа и его сплавов. Другие металлы корродируют, но не ржавеют. Хотя корродируют практически все металлы, в повседневной жизни человек чаще всего сталкивается с коррозией железа.
Различают несколько видов коррозии. А. По площади и характеру поражения: сплошная, точечная, язвенная, межкристаллическая. Б. По природе агрессивных сред: воздушная, почвенная, морская, биологическая (вызванная водорослями, моллюсками, плесенью), коррозия в смазке, газовая. В. По механизму возникновения: химическая, электрохимическая, электрическая (под действием блуждающих токов).
При химической коррозии идет окисление металла без возникновения цепи электрического тока: 3Fe + 2O 2 = Fe 3 O 4 (FeO•Fe 2 O 3 ), 4Al + 3O 2 = 2Al 2 O 3 . Для поверхности алюминия этот процесс благоприятен, т.к. оксидная пленка плотно прилегает к поверхности металла и нет дальнейшего допуска кислорода к металлу. Почему не рекомендуют варить овощи в алюминиевой посуде?
Кислая среда растворяет оксидную пленку, и алюминий в виде солей поступает в организм человека.
Оксидная пленка железа очень рыхлая (вспомните какой-либо ржавый предмет – как только вы берете его в руки, остаются следы ржавчины) и не прилегает плотно к поверхности металла, поэтому кислород проникает все дальше и дальше, коррозия идет до полного разрушения предмета.
Электрохимическая коррозия одного металла
При электрохимической коррозии возникает электрическая цепь. При этом могут быть случаи коррозии как одного металла, так и металлов в контакте. Для возникновения электрохимической коррозии нужно наличие кислорода и воды.
Рассмотрим случай, когда контакта металлов нет, причем металл (железо) находится в воздухе. Некоторые участки поверхности железа служат анодом, на котором происходит его окисление Образующиеся при этом электроны перемещаются по металлу к другим участкам поверхности, которые играют роль катода. На них происходит восстановление кислорода: O 2 (г.) + 4H+ (водн.) + 4 e = 2H 2 O ( ж .),
Рассмотрим контакт двух металлов на примере олова и железа . Олово защищает железо до тех пор, пока защитный слой остается неповрежденным. Стоит его повредить, как на железо начинают воздействовать воздух и влага, олово даже ускоряет процесс коррозии, потому что служит катодом в электрохимическом процессе. Сравнение окислительных электродных потенциалов железа и олова показывает, что железо окисляется легче олова:
Схема электрохимической коррозии при контакте железа и цинка Цинк защищает железо от коррозии даже после нарушения целостности покрытия. В этом случае железо в процессе коррозии играет роль катода, потому что цинк окисляется легче железа
Основные способы защиты от коррозии
Протекторная защита Защищаемый металл играет роль катода. Такой способ защиты называется катодным. Тот металл, который заведомо будет разрушаться в паре, называется протектором .
Электрозащита Конструкция, находящаяся в среде электролита, соединяется с другим металлом (обычно куском железа, рельсом и т.п.), но через внешний источник тока. При этом защищаемую конструкцию подключают к катоду, а металл – к аноду источника тока. В этом случае электроны отнимаются от анода источником тока, анод (защищающий металл) разрушается, а на катоде происходит восстановление окислителя. Электрозащита имеет преимущество перед протекторной защитой: радиус действия первой около 2000 м, второй – 50 м.
Легированные сплавы Если металл, например хром, создает плотную оксидную пленку, его добавляют в железо, и образуется сплав – нержавеющая сталь. Такие стали называются легированными
Пассивирование Металл можно пассивировать – обработать его поверхность так, чтобы образовалась тонкая и плотная пленка оксида, которая препятствует разрушению основного вещества. Например, концентрированную серную кислоту можно перевозить в стальных цистернах, т.к. она образует на поверхности металла тонкую, но очень прочную пленку
Ингибиторы Ингибиторы (замедлители) коррозии тоже переводят металл в пассивное состояние, образуя на его поверхности тонкие защитные пленки. Пример такого замедлителя коррозии – гексаметилентетрамин (CH 2 ) 6 N 4 . В последние годы разработаны летучие, или атмосферные, ингибиторы. Ими пропитывают бумагу, которой обертывают металлические изделия. Пары ингибиторов адсорбируются на поверхности металла и образуют на ней защитную пленку.
Защитные покрытия Защитить металл можно, препятствуя проникновению к нему влаги и кислорода, – например, нанося на металл слой краски или лака. (На покраску Эйфелевой башни уже затратили средств больше, чем при ее создании.)
Читайте также: