Классификация металлов и виды коррозии

Подсчеты, которые были сделаны в начале 20-х годов нашего века, показали, что за время с 1860 по 1920 г. , т. е. За 60 лет, было выплавлено чугуна во всем мире 1860 млн. т. , а в результате коррозионных разрушений погибло 660 млн. т, что составляет около 33% от всего выплавленного металла.

По далеко не полным подсчетам наша страна ежегодно теряет 5-6 млн. т металла, стоимость которого в изделиях измеряется сотнями миллионов рублей. Иначе говоря, буквально в пыль превращается годовая продукция крупного металлургического комбината. Это так называемый прямой ущерб, наносимый в результате коррозионных разрушений металла.

Поэтому не удивительно, что я решила разобраться в этом вопросе.

Цель работы: рассмотреть вопросы: а. коррозия и ее виды; б. зависимость коррозии от условий: в. способы защиты металлов от коррозии.

Задачи: экспериментально доказать:

А. зависимость коррозии от:

1. агрессивности среды;

2. активности металла;

3. температуры;

4. веществ, изменяющих скорость коррозии.

Б). защитить металл методами:

1. обработки среды и оксидированием;

2. нанесением металлопокрытий гальваническим способом.

Были поставлены эксперименты и проведены наблюдения, на основе которых были сделаны выводы:

1. Скорость коррозии зависит от агрессивности среды и активности металла. Причем для металлов средней активности (железа) самой агрессивной средой является – кислая среда, затем влажная, за ней щелочная и только потом – воздушная.

Для неактивного металла (меди) – агрессивной средой является щелочная среда, ко всем остальным средам медь равнодушна.

2. На примере почвенной коррозии

(с алюминием и железом) мы убедились, что температура ускоряет скорость коррозии, то есть чем выше температура, тем быстрее разрушается металл. Причем более активный металл алюминий разрушается сильнее, чем железо.

3. Мы практически рассмотрели методы защиты металлов от коррозии и сделали вывод:

А). что действительно вещества пассиваторы

( в нейтральной среде) и ингибиторы (в кислой среде) являются замедлителями скорости коррозии.

Следовательно, мы можем управлять скоростью коррозии;

Б). пассивированием мы так же можем спасти металл от агрессивной среды;

В). нанесение металлопокрытий гальваническим способом спасает металл от разрушения (никелирование, меднение, цинкование).

Введение.

Цель: рассмотреть вопросы: а. коррозия и ее виды; б. зависимость коррозии от условий: в. способы защиты металлов от коррозии.

Задачи: экспериментально доказать:

А. зависимость коррозии от:

1. агрессивности среды;

2. активности металла;

3. температуры;

4. веществ, изменяющих скорость коррозии.

Б). защитить метал методами:

1. обработки среды и оксидированием;

2. нанесением металлопокрытий гальваническим способом.

Металл служит примером прочности. Недаром, когда хотят подчеркнуть это свойство, говорят: «прочный как сталь». С понятием «металл», «металлический»,»стальной» связано представление о чем-то неизменном, твердом, прочном.

Но металлы оказываются далеко не такими прочными. Как об этом гласит народная молва. Под влиянием внешней среды, водных растворов кислоты, солей и электрического тока они окисляются, в результате чего разрушаются. Такого рода разрушение металлов получило название коррозии.

Коррозия металлов – это процесс перехода металла в то природное, естественное состояние. В котором мы встречаем его в земной коре. Человек не только должен знать, почему разрушается металл, но и как сберечь его от разрушения, ибо трудно себе представить сейчас нашу жизнь человеческого общества без металлов. Из металлов делают тысячи различных предметов: станки, автомобили, трактора, сложные аппараты, самолеты, реактивные двигатели. Наши города и села связаны металлическими линиями проводов.

С их помощью передают телеграммы, электрическую энергию, приводящие в движения машины на фабриках, заводах и освещающую наши жилища, ведутся телефонные разговоры.

Человечество знакомо с металлами тысячи лет. Первыми известными металлами были медь, и золото_ они встречаются в природе в самородном состоянии. Но они обладают необходимыми для практики свойствами. Позднее выяснилось, что сплавы с медью или с оловом более твердые и прочные, нежели вещества, взятые в отдельности. Долгое время человек употреблял для изготовления всякого рода изделий сплавы меди с оловом. Они получили общее название- бронза.

Одной из важнейших задач в настоящее время является не только увеличение производства металла, но и сохранение его от разрушения. Борьба со злейшим врагом металла - коррозией начинается со времени изготовления металлических изделий. За последнее время защита металлов от коррозии прибрела особое значение, так как в промышленности и в технике применяют высокие температуры, давления, большие скорости, а также среды, в которых они являются особенно неустойчивыми, например растворы кислот, щелочей, солей и т. д.

2. Ущерб от коррозии.

Чтобы представить, какое значение имеет борьба с коррозией металлов, рассмотрим, какой вред она приносит. Подсчеты, которые были сделаны в начале 20-х годов нашего века, показали, что за время с 1860 по 1920 г. , т. е. За 60 лет, было выплавлено чугуна во всем мире 1860 млн. т. , а в результате коррозионных разрушений погибло 660 млн. т, что составляет около 33% от всего выплавленного металла. В 1969 г. подсчитали, что только в США коррозия нанесла ущерб, выражаемый суммой около 7 млрд. долларов в год. В Англии считают, что примерно около 10% всей ежегодно выплавляемой стали идет на покрытие безвозвратных потерь металла от коррозии.

По далеко не полным подсчетам наша страна ежегодно теряет 5-6 млн. т металла, стоимость которого в изделиях измеряется сотнями миллионов рублей. Иначе говоря, буквально в пыль превращается годовая продукция крупного металлургического комбината. Это так называемый прямой ущерб, наносимый в результате коррозионных разрушений металла. Есть и косвенный: он связан с порчей и выходом из строя всевозможных машин, приборов, металлических конструкций, которые являются более ценными, чем сам металл, которые являются более ценными, чем сам металл, пошедший на них изготовление. Коррозия некоторых важных деталей. Например поршней автомобильного двигателя, кузова. Шасси, делает автомобиль непригодным для его эксплуатации. Металл автомобиля сохранился, но автомобиль в результате коррозионного разрушения отдельных его деталей потерял свое назначение.

Пожалуй. Трудно перечислить громадный ущерб, который связан с коррозионными разрушениями металлических изделий.

3. Строение металла.

Чтобы понять, как можно лучше металл от коррозии, познакомимся с некоторыми свойствами и строением металлов.

Тысячелетия люди считали металл аморфным, не имеющим определенной кристаллической формы, таким же, как, например, воск, стекло и т. д. , и только в 1878 г. русский инженер, металлург и ученый Д. К. Чернов установил, что при застывании сталь образует сложную систему кристаллов. Он обнаружил, что все металлы состоят из огромного множества мельчайших кристаллических зернышек, прочно соединенных друг с другом.

В кристаллах атомы каждого металла распределяются в строго определенном порядке. Они образуют так называемую пространственную решетку, которую нельзя увидеть ни в один из существующих микроскопов. Среди металлов чаще встречаются три типа решеток.

В металлах имеются силы электростатического притяжения, которые обусловливаются внутренним строением металлов. Атомы металла легко отдают валентные электроны и превращают в положительно заряженные ионы, между которыми непрерывно движутся электроны, образуя электронный газ. Между ионами металлов и свободными электронами возникает взаимодействие – связь, которую называют металлической связью.

Как мы увидим в дальнейшем, и коррозионная стойкость металла, т. е. Та или иная устойчивость к разрушающему воздействию внешней среды, также обусловливается его кристаллическим строением.

4. Классификация металлов.

Все металлы и сплавы, применяемые в настоящее время в технике, можно разделить на две основные группы. К первой из них относят черные металлы – железо и все его сплавы, в которых оно составляет основную часть. Этими сплавами являются чугуны и стали. В технике часто используют так называемые легированные стали. К ним относятся стали, содержащие хром, никель, вольфрам, ванадий, титан и другие металлы. Иногда в легированные стали входят 5-6 различных металлов. Методом легирования получают различные ценные стали, обладающие в одних случаях повышенной прочностью, в других – высокой сопротивляемостью к истиранию, в третьих – коррозионной устойчивостью, т. е. Способностью не разрушаться под действием внешней среды.

Ко второй группе относятся цветные металлы и их сплавы. Они получили такое название потому что имеют различную окраску. Например медь светло – красная, никель, олово, серебро – белые, свинец – голубовато – белый, золото – желтое. Из сплавов в практике нашли большое применение: бронза – сплав меди с оловом и другими металлами, латунь – сплав меди с цинком и др. Это деление на черные и цветные металлы условно. Среди цветных металлов встречаются металлы даже более черные, чем сплавы железа, например некоторые сплавы свинца.

Наряду с черными и цветными металлами выделяют еще группу благородных металлов: серебро, золото, платину, рутений и некоторые другие. Они названы так потому, что практически не окисляются на воздухе даже при повышенной температуре и не разрушаются при действии на них растворов кислот и щелочей.

5. Виды коррозии.

Различают несколько видов коррозии:

1). Газовая коррозия, вызываемая агрессивными газами: сернистым газом, оксидами азота, оксидами углерода К этой коррозии близка атмосферная коррозия, возникающая под влиянием атмосферы, именно кислородам, углекислого газа и примесей более менее случайного характера.

2). Коррозия в неэлектролитах: нефти, нефтепродуктах, тетрахлорметане

3). Коррозия в растворах электролитов (почти всегда в водных растворах). Это наиболее распространенное явление называют электрохимической коррозией.

4). Коррозия блуждающими токами, вызываемая действием электрических токов, проходящих в почве (блуждающие токи), и развивающая на трубопроводах, кабелях. По существу является электрохимической. Источником появления таких токов служат различные виды электрифицированного транспорта (электропоезда, трамваи, метро), электросварочные аппараты.

5). Почвенная коррозия обуславливается некоторыми агрессивными веществами, находящимися в растворенном состоянии, например солями (особенно хлоридом магния) или гуминовыми кислотами. Глинистые почвы. Имеющие слабощелочную реакцию, тормозят коррозийные процессы.

6. Зависимость скорости коррозии от ряда условий.

Многие металлические предметы, которые мы повседневно применяем, не подвергают видимой коррозии, в то время как нож, к нашему огорчению, покрывается некрасивыми бурыми пятнами ржавчины; окрашенные трубы парового отопления, находясь в комнате, не имеют следов видимых коррозионных разрушений, в то время как эти же трубы, если их закрыть в почву, через некоторое время настолько разрушаются ржавчиной, что становятся непригодными к употреблению. Коррозия металла зависит от условий, в которых он находится.

Металлы стремятся перейти в свое естественное состояние, т. е. В котором они находятся в природе. И действительно, даже в условиях сухого воздуха при комнатной температуре блестящая поверхность металла тускнеет и становится матовой. При тщательной осмотре поверхности металла можно обнаружить, что она покрыта тончайшей пленкой оксидов – продуктов химического взаимодействия металлов и кислородов воздуха.

С повышением температуры скорость коррозии увеличивается. Кислород воздуха прежде всего взаимодействует с поверхностными атомами металлического изделия, образуя пленку оксидов. Эта пленка может быть той или иной прочности, в случае образования прочной пленки она препятствует дальнейшему коррозионному процессу. Особенно прочные пленки может получаются на поверхности алюминия и цинка. Такого рода пленки получили название защитных. Таким образом, коррозия не только разрушает металл, но и защищает его. При нагревании слитков железа или стали до температуры 1200 – 1300 С могут получатся пленки толщиной в несколько миллиметров, а иногда при нагревании больших слитков толщина слоя оксида достигает 1 см.

На металл оказывают влияние не только кислород воздуха, но и газы и пары воды, находящиеся в атмосфере. При соприкосновении поверхности металла с атмосферой, в котором содержится кислород, даже в случае полного отсутствия влаги в атмосфере на поверхности металла возникают пленки, появления которых и есть один из видов коррозии. Эти пленки у разных металлов их образования неодинаковы.

Вещества, изменяющие скорость коррозии.

(Защита методом обработки среды).

«Ингибиторы» по – русски значит тормозитель, от латинского слова inhibire – тормозить. Ингибитор, добавленный в небольшом количестве, задерживал процесс растворения металла в кислоте ( коррозию металла) и при этом не меняет свойства кислоты.

Стимуляторы – вещества, которые ускоряют коррозию металлов. Применяются тогда, когда с поверхности одного металла нужно быстро снять другой металл.

Например – диэтиламин. Диэтиламин в сотни раз ускоряет растворение цинка в кислоте и в 10 – 12 раз замедляет скорость растворения железа. Таким образом, диэтиламин – вещество, которое делает более «агрессивной кислоту по отношению к цинку и «укрощает» коррозийную активность кислоты по отношению к железу.

Нитротолуон – ускоряет растворение железа в серной кислоте в 10 – 15 раз.

Пассиваторы – вещества, которые замедляют разрушение металла в воде и в водных растворах солей 9 нейтральных растворах).

Фосфат натрия

Дихромат калия

Растворимые стекла

( Смотри Приложение схема № 4)

8. Классификация методов защиты металлов.

Вопрос о том, как защищать металлы от разрушения, является столь же древним, как и их применения. Можно сказать, что вместе с использованием металла возникла необходимость и его защиты. Однако научные методы защиты металлов от коррозии возникли много позже. Развитие этой науки было вызвано потребностями промышленности, неразрывно связанной с широким применением металлов.

Разработка методов защиты тесно связана с изучением причин, вызывающих коррозию металлов. Первые научные основы изучения коррозии металлов были заложены гениальным русским ученым М. В. Ломоносовым. Все применяемые методы защиты металлов можно разделить на три группы.

К первой группе относят различного рода покрытия. Сущность этого метода сводится к том, что на поверхности металла та или иная пленка, защищающая поверхность металла от контакта с внешней средой. Покрытия в свою очередь делятся на металлические, неметаллические и химические.

Ко второй группе относят способы защиты металлов путем обработки среды, в которой они находятся. Например, если причиной коррозии является кислород, растворенный в воде или в среде, которая соприкасается с металлом, то его удаляют тем или другим способом и таким образом предохраняют металл от воздействия на него кислорода. Если металл находится в кислоте, то создают условия, при которых кислота делается менее агрессивной по отношению к металлу.

Наконец, к третьей группе относят электрохимические методы защиты, с одной стороны, применяют для защиты металлов от коррозии блуждающими токами, а с другой – создают такие условия, при которых ослабляется действие электролитов.

Практическая часть (опыты и наблюдения).

А,Б, В,). Зависимость коррозии от:

- агрессивности среды;

- активности металла;

- пассивирования металла.

10-15мл 10-15 мл 10-15 мл воздух

Металл соляной кислоты гидроксида аммония воды

Г). Коррозия в воде.

Элемент вода Кипяченая Вода с фосфатом натрия Вода с дихроматом калия вода

Д). Почвенная коррозия и зависимость ее от температуры.

Два химических стакана наполняем землей и укрепляем в них по гвоздю и алюминиевой вилки.

Один стакан ставим на батарею, другой – помещаем в прохладное место.

Следим за тем,чтобы в стакане на протяжении десяти дней было влажно.

Через десять дней смотрим результат.

Е). Ингибирование в кислой среде.

В три колы наливаем раствор серной кислоты и

Первая колба Вторая колба Третья колба

Пропускаем через раствор 2-3 минуты водород, т. Добавляем 2-3 капли йода в иодиде калия. Это контрольная колба.

е. создаем восстановительную среду. Опускаем обезжиренный гвоздь. В данный раствор опускаем гвоздь.

Опускаем обезжиренный гвоздь, закрываем колбу пробкой.

Гвозди должны опускаться одновременно.

Наблюдения.

Для опытов А, Б, В, были сделаны 8 крышек из гафрированного картона. (чтобы крышки были чуть больше горлышка банок. ) На 4 – х крышках были закреплены на нитках по 2 –а гвоздя (один из них пассивированный) и по2 –а лезвия (одно из них пассивированно).

Пассивированные гвоздь и лезвие мы на крышке с обратной стороны отметили буквой «п».

Процесс пассивирования: тщательно очищенные и обезжиренные 4 –е гвоздя и 4 – е лезвия поместили на 1 – 2 минуты в пробирку с концентрированной азотной кислотой. За это время железо пассивируется, т. е. покрывается прочным слоем из оксидов железа. Затем гвозди и лезвия промыли водой.

Проверка: опускаем пассивированные гвозди и лезвия в раствор серной кислоты. Если водород не выделяется. То защитная пленка прочная,. Если водород выделяется, то пассивирование проводим заново.

Берем 4 –е банки. В них наливаем:

- 1 – ая 10 – 15 мл соляной кислоты;

- 2 – ая 10 – 15 мл гидроксида аммония (нашатырного спирта);

- 3 – ья 10 – 15 мл воды (создаем влажную атмосферу);

- 4 – ая воздух и закрываем приготовленными крышками с железом, что бы, естественно железо было внутри банки.

Так же на 4 – х крышках закрепляем на нитке проволоку из меди и опускаем в 4 – е банки с:

- 1 – ая 10 – 15 мл соляной кислоты;

- 2 – ая 10 – 15 мл гидроксида аммония (нашатырного спирта);

- 3 – ья 10 – 15 мл воды (создаем влажную атмосферу);

- 4 – ая воздух

По мере испарения растворов, мы их добавляем.

В течение 4 – х недель следим за ходом эксперимента – фиксируя результаты.

Наблюдения:

В банках с медью в первую неделю видимых изменений не происходило.

На второй недели в банке с гидроксидом аммония медь стала чернеть.

Третья неделя – вся проволока почернела и стала «худеть».

Четвертая неделя – черная медная проволока и стала она тоньше

В других банках изменений с медью нет.

соляная кислота Гидроксид аммония Вода Воздух металл (кислая среда) (щелочная среда) (влажная среда) (воздушная среда)

Первая неделя: Первая неделя: Первая неделя: Первая неделя:

Появилось много мелких бурых Мало пятнышек на Отдельные мелкие бурые Единичные мелкие пятнышки на пятнышек на непассивированном непассивированном железе. пятнышки на непассивированном непассивированном железе.

железе. На лезвии их больше. железе. На лезвии их больше.

На лезвии их больше. На лезвии их больше. Пассивированное железо – без

Пассивированное железо – без Пассивированное железо – без Пассивированное железо – без изменения.

изменения изменения. изменения.

Вторая неделя: Вторая неделя: Вторая неделя:

Вторая неделя: Пятнышки увеличились в Пятен стало больше, но меньше,Пятнышек стало больше, но они

Мелкие пятнышки сливаются в размере, но их не очень много. чем в кислой среде. самые мелкие из всех случаев.

большие на непассивированном На лезвии пятна крупнее и Лезвие- пятна больше, чем на На лезвии процесс коррозии идет железе. больше. гвозде. интенсивнее, но меньше, чем в

На лезвии появилась легкая Пассивированное железо без Пассивированное железо без остальных случаях.

«шубка» из оксидов железа. изменения. изменения. Пассивированное железо без

Пассивированное железо без изменения.

изменения. Третья неделя: Третья неделя: Третья неделя:

Железо Пятнышки увеличились, но пока Пятна стали сливаться, образуяПятнышек больше и кое где они

Третья неделя: не слились. общую поверхность, гвоздь, какначали сливаться.

На гвозде появилась легкая На лезвии пятна также бы, «потолстел». На лезвии пятна увеличиваются.

«шубка» из оксидов. увеличились, но больше. Лезвие – процесс идет

На лезвии «шубка» стала больше. Пассивированное железо без активнее, чем на гвозде. Пассивированное железо без

Пассивированное железо без изменения. Пассивированное железо без изменения.

изменения. изменения.

Четвертая неделя: Четвертая неделя:

Четвертая неделя: Пятна слились в одну бурую Пятен стало больше, но еще

Четвертая неделя: Пятна увеличились, но не поверхность. общей поверхности бурой нет.

На гвозде увеличилась толщина слились. На лезвии появилась легкая На лезвии пятна увеличились.

«шубки». Процесс на лезвии интенсивнее. «шубка». Пассивированное железо без

На лезвии «шубка» стала толстой Пассивированное железо без Пассивированное железо без изменения.

и к концу недели остатки лезвия изменения. изменения.

упали на дно банки.

Пассивированное железо без изменения.

Опыт Г (коррозия в воде):

Взяли 4 – е хорошо очищенных и обезжиренных гвоздя и по одному опустили четыре пробирки с

- некипяченой водой;

- кипяченой водой ( в пробирке прокипятили воду, закрыли ее резиновой пробкой, после охлаждения опустили гвоздь и снова закрыли пробкой);

- некипяченой водой с фосфатом натрия;

- некипяченой водой с дихроматом калия.

Наблюдение:

В течение четырех недель в пробирках с кипяченой водой ничего не происходило, т. к. в пробирке нет кислорода в воде, поэтому коррозия происходить не могла.

В пробирках с веществами пассиваторами (фосфатом натрия и дихроматом калия) процесс коррозии пошел только к концу второй недели, т. е. вещества действительно замедлили процесс коррозии.

В пробирке же с некипяченой водой коррозия шла активно уже на второй день, а за четыре недели в пробирке мы получили осадок из оксидов железа.

Опыт Д. (почвенная коррозия):

Наблюдение:

В течении 10 дней шел эксперимент. Мы не забывали увлажнять землю в химических стаканах.

(смотри приложение фото № 2) В первом стакане, стоящим около батареи, температура держалась постоянно в пределах 26 градусов, а во втором стакане – 8 градусов.

Через 10 дней мы вытащили гвозди и алюминиевую вилку и увидели, что разрушение алюминия прошло быстрее, чем железа, т. к. это активный металл, потому что в почве много разных солей.

Опыт Е (ингибирование в кислой среде):

Наблюдение:

1 – ая колба: коррозия протекает медленно, т. к. восстановительная среда (пропускали водород через раствор. А водород является восстановителем). Такой вывод мы делаем по медленному появлению турнбулевой сини.

2 – ая колба: коррозия так же протекает медленно, т. е. медленно появляется окраска турнбулевой сини.

Это связано с тем, что добавленный в раствор йод в иодиде калия является ингибитором (замедлителем) в кислой среде.

3 – ья колба: очень быстро появляется турнбулева синь, следовательно, коррозия проходит активно.

Ж). Нанесение металлопокрытий гальваническим способом.

Для опытов используют такие источники тока, как аккумуляторы и батареи от карманного фонаря. Чтобы плотность тока при использовании указанных источников тока была вполне достаточной, следует брать предметы с небольшой поверхностью. Так, например, если используют батарею от карманного фонаря, то надо брать гвоздик, при применении аккумулятора можно взять небольшую металлическую пластинку, например лезвие от безопасной бритвы.

Предмет предварительно обезжиривают кипячением в растворе щелочи, промывают в воде, затем в растворе серой кислоты (1: 5) для удаления окислов и, наконец, снова в чистой воде. Прочность металлопокрытия во многом зависит от предварительной обработки поверхности предмета. Если он плохо обезжирен или на нем еще остались окислы, то покрытие будет непрочным и неровным.

Гальванопокрытие проводят в широком химическом стакане, стеклянной банке или кристаллизаторе, или, как говорят, в ванне, заполненной раствором соли. Электрический ток подключают по схеме, указанной на рисунке . На гальваническую ванну кладут стеклянную палочку или трубку 4, на которой подвешивают аноды 1,1. В качестве катода 2 используют предмет, подлежащий покрытию.

Для анодов обычно берут пластины из того материала, которым покрывают предмет. Если железо покрывают медью, то берут медные аноды. Если такого материала нет, то в качестве анодов используют угольные стержни от сухой батареи карманного фонаря. В этом случае концентрация соли в растворе будет все время понижаться, так как анод не будет компенсировать уходящие из раствора ионы, поэтому в раствор следует добавить соль, чтобы обеспечить необходимую концентрацию ионов металла.

Катод соединяют с отрицательным полюсом источника тока; аноды соединяют последовательно друг с другом, а также с сопротивлением в виде лампочки от карманного фонаря 3 и подключают к положительному полюсу источника тока. Сопротивление изменяют положением анодов: если их приблизить к катоду, сопротивление уменьшается, при удалении оно увеличивается. До урока следует найти наиболее удачное расстояние между анодами и катодом.

Следует отметить, что в рецептуре электролита для гальванопокрытие часто указывают вещества, которые сами непосредственно в покрытии не участвуют, например борную кислоту, хлорид натрия, сульфат натрия и др. Эти добавки влияют на величину кристаллов покрытия, вязкость раствора. Иначе говоря, благоприятствуют металлопокрытию, его качеству, прочности, блеску, оттенку.

Опыт 1. Покрытие медью.

Для гальванической ванны готовят раствор из 400 мл. воды, 80 гр. медного купороса и 20 мл. 29%- ного раствора серной кислоты.

По одной из приведенных выше схем собирают электрическую цепь. Анодом служит медная проволока, в качестве катода берут железный гвоздь или стальную пластинку. Включают электрический ток и в ванну опускают предмет, подлежащий покрытию. Плотность тока окло 1 ана 1 дм, температура раствора в ванне 18-20.

Наблюдают отложение меди на покрываемом изделии и выделение газов на электродах.

Через 5-10 мин выключают ток, вынимают изделие из гальванической ванны, подсушивают его на воздухе и образовавшийся слой меди полируют мягкой тканью. При этом происходят реакции.

на катоде ( - ) :Си2+ + 2е Си 0 на аноде ( + ) : 4 ОН _ 4 е 2Н2 О + О2

Опыт 2. Никелирование.

Для гальванической ванны готовят следующий раствор: в 400 мл воды растворяют 40 г сульфата никеля, 7 г поваренной соли,7 г борной кислоты.

Покрывают никелем медное изделие, как и в предыдущем опыте. Плотность тока 0,5 а на 1 дм. Температура ванны 18-20С. При этом происходят реакции.

на катоде ( - ) : Ni 2+ 2е Ni 0 на аноде ( - ) : 4 ОН - 4 е 2 Н 2О + О2

Опыт 3. Цинкование.

Готовят раствор: 400 мл воды, 80 г сульфата цинка, 12 г сульфата натрия, 12 г сульфата алюминия.

Для цинкования берут железный гвоздь или стальную пластинку. Работу проводят, как и в преведущем опыте. На катоде выделяется цинк и водород, на аноде-кислород. Плотность тока около 1,5 а на 1 дм. Температура ванны 18-20С.

на катоде ( - ) : Zn 2+ + 2е Zn 0

Н + + 2е Н 0 на аноде ( + ) : 4 ОН - 4 е 2 Н 2О + О2

Смотри фото № 5

Выводы: Эксперимент удался и ясно показал, что:

1. Скорость коррозии зависит от агрессивности среды и активности металла. Причем для металлов средней активности (железа) самой агрессивной средой является – кислая среда, затем влажная, за ней щелочная и только потом – воздушная.

Для неактивного металла (меди) – агрессивной средой является щелочная среда, ко всем остальным средам медь равнодушна.

2. На примере почвенной коррозии

(с алюминием и железом) мы убедились, что температура ускоряет скорость коррозии, то есть чем выше температура, тем быстрее разрушается металл. Причем более активный металл алюминий разрушается сильнее, чем железо.

3. Мы практически рассмотрели методы защиты металлов от коррозии и сделали вывод:

А). что действительно вещества пассиваторы

( в нейтральной среде) и ингибиторы (в кислой среде) являются замедлителями скорости коррозии.

Следовательно, мы можем управлять скоростью коррозии;

Б). пассивированием мы так же можем спасти металл от агрессивной среды;

В). нанесение металлопокрытий гальваническим способом спасает металл от разрушения (никелирование, меднение, цинкование).

Классификация металлов.

Черные Цветные Благородные

- чугун (углерода 2,14-4%) - металлы: не разрушаются под действием среды (кислорода,

- сталь (углерода менее 2,14) медь-светло-красная; кислот, щелочей. ):

- легированная сталь: свинец-голубовато-белый; серебро;

хром; золото-желтое; золото;

никель; -сплавы: платина;

вольфрам; бронза (медь и олово); рутений.

молибден; латунь (медь и цинк);

вонадий; мельхиор ( медь и никель)

кобальт;

Виды коррозии

Газовая коррозия В неэлектролитах В электролитах Блуждающими токами Почвенная коррозия

Вызывается агрессивными -нефти; - В растворах кислот Источники: Глинистые почвы газами: -нефтепродуктах. щелочей - электропоезда; тормозят коррозию.

-сернистым; солей. -метро;

-оксидами -трамваи.

-кислородом;

-углекислым газом;

сероводородом.

Схема №6

Скорость коррозии зависит от:

1. Активности металлов;

2. Агрессивности среды;

3. Температуры;

4. Чистоты металла;

5. Ингибиторов, пассиваторов, стимуляторов.