2.3 Вывод: при образовании микрогальванопар корродируют металлы, являющиеся анодом в данной микрогальванопаре.

3. Активирующее действие ионов ci на процессы коррозии

3.1. Ход и данные опыта.

Налили в две пробирки по 3 мл раствора CuSO₄, подкисленного разбавленным раствором H₂SO₄. В каждую из пробирок поместили по грануле Al . Во вторую пробирку добавили несколько капель раствора NaCl. Поверхность гранулы потемнела, а раствор CuSO₄ начал обесцвечиваться, начал выделяться газ.

3.2. Расчет, наблюдение и анализ данных.

В первой пробирке не наблюдалось никаких признаков реакции, т.к. Al на воздухе покрывается оксидной пленкой Al₂O₃ . При добавлении во 2-ую пробирку раствора NaCl алюминий начал покрываться медью, чем и объясняется обесцвечивание раствора CuSO₄ . В местах контакта выделившийся меди и гранулы алюминия возникло множество микрогальванических элементов, где анодом является алюминий (ф⁰_Al|Al3+ < ф⁰_Cu|Cu2+), а катодом – медь.

Под действием ионов Cl^- происходит разрушение Al₂O₃ на поверхности Al. Al, лишенный оксидной пленки, химически активный и вступает в химические взаимодействия.

1) 2Al + 3H₂SO₄ = Al₂(SO₄)₃ + 3H₂

в-ль (-1,66 В) о-ль (0 В)

E₁ = ф⁰_о-ля – ф⁰_в-ля = 0 + 1,66 = 1,66 B

2) 2Al + 3CuSO₄ = Al₂(SO₄)₃ + 3Cu

в-ль (-1,66 В) о-ль (+0,34 В)

Е₂ = ф⁰_о-ля – ф⁰_в-ля = 0,34 + 1,66 = 2 В

Т.к. Е₂ > Е₁ , то реакция (2) предпочтительнее.

Cхема микрогальванических элементов

(-) Al | CuSO₄ , H₂O , H₂SO₄ , NaCl | Cu (+)

A: Al – 3e = Al³⁺

K: 2H⁺ + 2e = H₂

2Al + 6H⁺ = 2Al³⁺ + 3H₂

Коррозии подвергается алюминий с водородной деполяризацией.

3.3. Вывод: ионы Cl- способны разрушать пассивирующие слои на поверхности металлов, что приводит к ослаблению устойчивости металлов к коррозии.

4. Анодные и катодные защитные покрытия.

4.1. Ход и данные опыта.

В два химических стакана налили по 5 мл 3 ‑ного раствора NaCl, добавили в каждый из них по несколько капель раствора К₃Fe(CN)₆ (индикатора на ионы Fe²⁺). Опустили в один стакан кусочек оцинкованного железа, а в другой – луженого, предварительно сделав на их поверхности глубокие царапины. В стакане с оцинкованным железом не наблюдается никаких изменений. В стакане с луженым железом раствор в близости царапин на поверхности металла приобрел синюю окраску.

4.2. Расчет, наблюдение и анализ данных.

В первом стакане в месте царапины образовался короткозамкнутый гальванический элемент, в котором анод – Zn, катод – Fe (ф⁰_Zn|Zn2+ < ф⁰_Fe|Fe2+).

Схема микрогальванического элемента

(-) Zn | NaCl, H₂O, O₂ , pH=7, K₃[Fe(CN)₆]| Fe (+)

A: Zn – 2e = Zn²⁺

K: O₂ + 2H₂O + 4e = 4OH^-

2Zn + O₂ + 2H₂O = 2Zn²⁺ + 4OH^-

Вторичная реакция: 2Zn²⁺ + 4OH^- = 2Zn(OH)­₂

Синего окрашивания в растворе с оцинкованным железом не наблюдалось, т.к. в растворе отсутствовали ионы железа Fe²⁺. В результате коррозии в растворе оказались ионы цинка. В ходе вторичной реакции образовался гидроксид цинка – нерастворимое основание, что замедляет процесс коррозии.

Такой вид покрытия называется анодным.

Во втором стакане в месте царапины образовался короткозамкнутый гальванический элемент, в котором анод – Fe, катод – Sn (ф⁰_Fe|Fe2+ < ф⁰_Sn|Sn2+).

Схема микрогальванического элемента

(-) Fe | NaCl, H₂O, O₂ , pH=7, K₃[Fe(CN)₆]| Sn (+)

A: Fe – 2e = Fe²⁺

K: O₂ + 2H₂O + 4e = 4OH^-

2Fe + O₂ + 2H₂O = 2Fe²⁺ + 4OH^-

Вторичная реакция: 2Fe²⁺ + 4OH^- = 2Fe(OH)₂

В растворе с луженым железом наблюдалось синее окрашивание, т.к. в растворе присутствовали ионы железа Fe²⁺, что свидетельствует о растворении железа. В ходе вторичной реакции образовался гидроксид железа – нерастворимое основание, что замедляет процесс коррозии.

Такой вид покрытия называется катодным.

4.3. Вывод: анодное покрытие является надежным, т.к. оно разрушается само, а не изделие, хотя есть прямой контакт этого изделия с электролитом. Катодное покрытие, наоборот, является ненадежным, т.к. в случае его повреждения, начинает разрушаться само изделие, а не покрытие.