- •Л.И. Андрианова, а.П. Пнева, е.В. Рогалева общая химия
- •Глава 1. Основные понятия. Классы неорганических соединений…......5
- •Глава 1. Основные понятия химии
- •Важнейшие классы неорганических соединений
- •1.1. Оксиды
- •Классификация оксидов
- •Способы получения оксидов
- •1.2. Основания
- •1.3. Кислоты
- •1.4. Соли
- •Глава 2. Строение вещества
- •2.1. Строение атома
- •Квантово – механическая модель атома
- •Квантовые числа
- •Распределение электронов по уровням, подуровням и орбиталям во многоэлектронном атоме
- •Электронные формулы
- •2.2. Периодический закон и система д.И. Менделеева
- •Электронные аналоги
- •Свойства элементов
- •2.3. Химическая связь. Строение молекулы
- •Основные параметры химических связей
- •Метод валентных связей. Ковалентная связь
- •Гибридизация электронных облаков
- •Поляризуемость ковалентной связи Полярные и неполярные молекулы. Дипольный момент
- •Ионная связь
- •Металлическая связь
- •2.4. Агрегатное состояние вещества
- •Глава 3. Основные закономерности протекания химических процессов
- •Термодинамика химических процессов
- •Единицей измерения внутренней энергии является джоуль /Дж/.
- •3.2. Кинетика химических процессов
- •3.3. Химическое равновесие
- •Глава 4. Растворы
- •Истинные растворы
- •Способы выражения состава растворов
- •4.2. Жидкие растворы (на примере водных растворов)
- •Тепловой эффект растворения (энтальпия растворения)
- •4.3. Общие свойства растворов
- •Неэлектролиты и электролиты
- •Диссоциация кислот, оснований, солей
- •Сильные и слабые электролиты
- •4.6. Электролитическая диссоциация молекул воды. Ионное произведение воды
- •Глава 5. Реакции в растворах
- •5.1. Реакции ионного обмена
- •Гидролиз солей
- •5.3. Окислительно-восстановительные процессы Cтепень окисления. Окисление и восстановление
- •Составление уравнений окислительно-восстановительных реакций (овр)
- •1) В кислой среде:
- •2) В нейтральной среде:
- •Нейтральная срела
- •3) В щелочной среде:
- •Глава 5. Электрохимические процессы
- •6.1. Двойной электрический слой. Электродный потенциал
- •6.2. Химические источники электрической энергии
- •Концентрационные гальванические элементы
- •6.3. Аккумуляторы
- •6.4. Электролиз
- •Электролиз расплавов солей
- •Электролиз растворов солей
- •Процессы на катоде
- •Процессы на аноде
- •Глава 7. Cвойства металлов Общая характеристика металлов
- •7.1. Физические свойства металлов
- •7.2. Химические свойства металлов
- •Взаимодействие с простыми веществами
- •Взаимодействие металлов с водой
- •Взаимодействие металлов с кислотами
- •Взаимодействие металлов с раствором щелочи
- •Взаимодействие металлов с растворами солей
- •Глава 8. Коррозия металлов. Методы защиты металлов от коррозии
- •8.1. Виды коррозионных процессов
- •8.2. Методы защиты металлов от коррозии
- •Защита поверхности металла
- •Глава 9. Высокомолекулярные соединения (вмс)
- •9.1. Классификация полимеров
- •9.2. Методы получения полимеров
- •9.3. Физико – химические свойства полимеров
- •9.4. Материалы, получаемые на основе полимеров
- •9.5. Применение некоторых полимеров
- •Глава10. Краткие сведения по аналитической химии и методам физико-химического анализа Идентификация
- •10.1. Качественный анализ
- •10.2. Количественный анализ
- •625000Г. Тюмень, ул. Володарского, 38
- •625039 Г. Тюмень, ул. Киевская, 52
8.2. Методы защиты металлов от коррозии
Выбор метода защиты зависит от эффективности и экономической целесообразности. Условно методы защиты металлов от коррозии можно разделить на две основные группы: защита поверхности металла и электрохимические методы защиты.
Защита поверхности металла
Слои, искусственно создаваемые на поверхности металлических изделий для предохранения их от коррозии, называются защитными покрытиями. Выбор покрытия зависит от условий, в которых используется металл. Покрытия бывают неметаллические, металлические, химические.
Неметаллические покрытия могут быть органическими и неорганическими. Их действия сводятся к изоляции металла от окружающей среды. Органические покрытия – это различные смазки, краски, лаки, полимерные покрытия. К неорганическим относятся эмали, цемент. Химические покрытия получают путем химической или электрохимической обработки поверхности металла. Это оксидирование – создание прочной тонкой оксидной пленки, фосфатирование – создание слоя нерастворимых фосфатов.
Металлические покрытия делят на катодные и анодные.
К катодным относятся покрытия металлом, потенциал которого больше потенциала защищаемого металла.
Например: луженое железо – белая жесть – железо (e°Fe/Fe2+ = – 0,44В), покрытое оловом(e°Sn/Sn2+ = – 0,136В).
Рассмотрим, как протекает процесс коррозии луженого железа во влажном воздухе при нарушении покрытия.
Sn H2O + O2
Fe e°Fe/Fe2+ = – 0,44В< e°Sn/Sn2+ = – 0,136В , поэтому
Fe будет анодом, а Sn – катодом.
А (–) Fe / H2O + O2 / Sn (+) K
(–) А: Fe – 2ē = Fe2+
(+) K: 2H2O + O2 + 4ē = 4OH¯
2Fe + 2H2O + O2 = 2Fe (OH)2.
При дальнейшем окислении железа получим
4Fe (OH)2 + 2H2O + O2 → 4Fe (OH)3.
Катодное покрытие защищает основной металл от разрушения только при отсутствии повреждений.
Анодное покрытие – металл покрытия имеет значение стандартного электродного потенциала меньше, чем потенциал основного металла.
Например: оцинкованное железо.
e°Fe/Fe2+ = – 0,44В < e°Zn/Zn2+ = – 0,76В, следовательно цинк выступает в роли анода, а железо – в роли катода.
Zn H2O + O2
Fe
Составим электрохимическую схему и работу этой пары в атмосфере влажного воздуха:
(–) А Zn / H2O + O2 / Fe K (+)
A: Zn – 2ē = Zn2+
K: 2H2O + O2 + 4ē = 4OH¯
2Zn + O2 + 2H2O = 2Zn (OH)2.
В растворе происходит образование нерастворимого гидроксида цинка. Основной (защищаемый) металл не разрушается.
Электрохимические методы защиты
Протекторная защита заключается в присоединении к защищаемому объекту с помощью металлического проводника куска или пластины из более активного металла. При этом создается гальванопара, анодом которой служит более активный металл, т.е. протектор. Например, для защиты стальных конструкций используются такие металлы, как цинк, алюминий, магний и их сплавы.
При атмосферной коррозии
Fe Mg 2 (–)А: Mg - 2e- =Mg2+
-e Mg 2+ 1 (+)К: О2 + 2 H2O + 4 e- = 4 OH-
2Mg + О2 + 2 H2O = 2Mg(OH)2
Н2О+О2
При катодной защите (электрозащита) защищаемое изделие подключается к отрицательному полюсу внешнего источника постоянного тока, поэтому оно становится катодом, а анодом служит металлолом. Например, защищаемая железная конструкция и вспомогательный (стальной) электрод образуют электрохимическую схему в воде:
катод (–) (+) анод
защищаемая конструкция вспомогательный
(например стальная труба) электрод
A(–) Fe / H2O/ Fe (+) K
(–)A: Fe – 2ē = Fe2+
(+)K: 2H2O + 2ē = H2 + 2OH¯
Fe + 2H2O = H2 + Fe(OH)2.
Вспомогательный электрод разрушается и его периодически заменяют новым, а на защищаемой конструкции идет восстановление среды (в данном случае 2H2O + 2ē = H2 + 2OH¯).
Для снижения скорости коррозионного процесса иногда используют методы уменьшения агрессивности среды:
деаэрацию – удаление кислорода (например кипячением);
замедлителей процессов коррозии – ингибиторы, в роли которых могут выступать и поверхностно-активные вещества (ПАВ);
поддержание оптимальной влажности и т.д.