 |
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция
Защита металлических изделий и конструкций от коррозии
Цель работы: изучение различных способов защиты металлов от коррозии.
Теоретические сведения. Защита металлов от коррозии с помощью покрытий. Ингибиторы коррозии. Электрохимические методы защиты. Изменение свойств коррозионной среды.
Оптыт 1.
А. Пассивирование железа
При обработке железа концентрированной серной и азотной кислотами на его поверхности образуется слой оксидной защитной пленки, и поверхность медленнее разрушается под действием химических реагентов. Такой процесс называется пассивированием (пассивацией).
Очищенную железную пластинку опустить в пробирку с раствором серной кислоты. Наблюдать интенсивное выделение водорода. Налить в другую пробирку 4–5 мл концентрированной азотной кислоты, опустить в нее очищенную железную пластинку на 1–2 мин. Вынуть пластинку из азотной кислоты и поместить в разбавленную серную кислоту. Наблюдать замедление процесса выделения водорода. Объяснить наблюдаемое явление и роль в этом процессе образовавшейся пленки оксида железа Fe2O3.
Б. Пассивирование алюминия
В пробирку налить 8–10 капель 1 н. раствора соляной кислоты и опустить зачищенную алюминиевую проволоку. Когда начнется интенсивное выделение водорода, вынуть проволоку из раствора, обмыть и опустить на несколько минут в пробирку с концентрированной азотной кислотой. Обмыть проволоку водой и снова погрузить в соляную кислоту. Объяснить, почему не выделяется водород.
Опыт 2.
Определение типа защитного покрытия.
Используя данные табл. 3 определить, к какому типу покрытия относится оксидная пленка металла: защитная (плотная) или не защитная (рыхлая).
Расчеты проводятся по формуле
= 
,
где Vок – объем оксида, см3; Vмет – объем металла, см3; М – молярная масса оксида, г/моль; rок – плотность оксида, г/см3; rмет – плотность металла, г/см3; n – число атомов металла в оксиде; А – молярная масса металла, г/моль.
Таблица 3. Свойства оксидных пленок некоторых металлов
| № | Вещество | Плотность, г/см3 |
| AI AI2O3 | 2,7 3,96 | |
| Ba BaO | 3,76 5,72 | |
| Be BeO | 1,85 3,0 | |
| V VO; V2O5 | 5,96 5,76; 3,36 | |
| Bi Bi2O3 | 9,8 8,9 | |
| W WO2 WO3 | 19,35 12,11 7,16 | |
| Ga Ga2O3 | 5,9 5,88 | |
| Ge GeO2 | 5,32 6,24 | |
| Fe FeO Fe2O3 Fe3O4 | 3,18 5,7 5,18 5,25 | |
| In In2O3 | 7,31 7,18 | |
| Cd CdO | 8,65 8,15 | |
| K K2O | 0,86 2,32 | |
| Ca CaO | 1,54 3,4 | |
| Co CoO | 8,34 5,7 | |
| Li Li2O | 0,534 2,01 | |
| Mg MgO | 3,6 3,58 | |
| Cu Cu2O; CuO | 8,96 6,0; 6,45 | |
| Na Na2O | 0,968 2,27 | |
| Ni NiO | 8,91 7,45 | |
| Sn SnO SnO2 | 5,85 6,45 7,01 | |
| Pb PbO | 11,3 9,51 | |
| Ag Ag2O | 10,5 7,14 | |
| Sb Sb2O3 | 6,68 5,19 | |
| Ti TiO TiO2 | 4,5 4,93 3,8 | |
| Cr Cr2O3 | 7,19 5,21 | |
| Zn ZnO | 7,13 5,7 |
Вывод
Опыт 3.
Защитное действие металлов
В три пробирки налить по 2 мл 1н. раствора серной кислоты. В каждую из пробирок опустить полоски железа примерно одинакового размера. В первую пробирку добавить кусочек меди, во вторую – цинка, в третью – алюминия. Наблюдать в первой пробирке выделение водорода на меди, во второй и третьей пробирках – на железе. Пользуясь данными таблицы 3 установить, какой металл защищает железо от коррозии. Записать и объяснить наблюдения.
Таблица 3. Электрохимический ряд напряжений металлов (стандартные
электродные потенциалы)
| Металл | Е°, В | Металл | Е°, В |
| Li+/Li | –3,045 | Cd2+/Cd | –0,404 |
| Rb+/Rb | –2,925 | In3+/In | –0,338 |
| K+/K | –2,924 | TI+/TI | –0,336 |
| Cs+/Cs | –2,923 | Re+/Re | –0,324 |
| Ra2+/Ra | –2,920 | Co2+/Co | –0,277 |
| Ra+/Ra | –2,916 | Ni2+/Ni | –0,234 |
| Ba2+/Ba | –2,905 | Mo3+/Mo | –0,200 |
| Sr2+/Sr | –2,888 | Re3+/Re | –0,180 |
| Ca2+/Ca | –2,864 | Sn2+/Sn | –0,141 |
| Na+/Na | –2,711 | Pb2+/Pb | –0,126 |
| Ac3+/Ac | –2,600 | In+/In | –0,120 |
| La3+/La | –2,522 | Fe3+/Fe | –0,036 |
| Y3+/Y | –2,372 | Sn4+/Sn | –0,010 |
| Mg2+/Mg | –2,370 | *** H+/H ** | 0,000 |
| Yb3+/Yb | –2,270 | Ge2+/Ge | +0,010 |
| Sc3+/Sc | –2,077 | Sb3+/Sb | +0,240 |
| Pu3+/Pu | –2,030 | Re3+/Re | +0,300 |
| Th4+/Th | –1,900 | Bi3+/Bi | +0,317 |
| Be2+/Be | –1,847 | Cu2+/Cu | +0,338 |
| U3+/U | –1,800 | Ru3+/Ru | +0,380 |
| Ti2+/Ti | –1,750 | Ru2+/Ru | +0,450 |
| Th3+/Th | –1,730 | Co3+/Co | +0,460 |
| AI3+/AI | –1,660 | Cu+/Cu | +0,531 |
| U4+/U | –1,500 | Pb4+/Pb | +0,780 |
| Ti3+/Ti | –1,208 | Ag+/Ag | +0,799 |
| Mn2+/Mn | –1,192 | [Hg2]2+/2Hg | +0,799 |
| V2+/V | –1,180 | Rh3+/Rh | +0,800 |
| Nb3+/Nb | –1,100 | Pd2+/Pd | +0,830 |
| Cr2+/Cr | –0,913 | Os2+/Os | +0,850 |
| V3+/V | –0,870 | Hg2+/Hg | +0,852 |
| Zn2+/Zn | –0,763 | Ir3+/Ir | +1,150 |
| Cr3+/Cr | –0,744 | Pt2+/Pt | +1,200 |
| Ga3+/Ga | –0,560 | Au3+/Au | +1,420 |
| Ru2+/Ru | –0,450 | Au+/Au | +1,691 |
| Fe2+/Fe | –0,440 | Pu3+/Pu | +2,030 |
Вывод
Типовые контрольные вопросы для самоподготовки
1. Методы защиты металлов от коррозии.
2. Легирование металлов.
3. Изолирующие покрытия (металлические и неметаллические) металлов.
4. Электрохимическая защита металлов (катодная, протекторная).
5. Изменение свойств коррозионной среды как способ защиты от коррозии металлов.
Поиск по сайту: