Работа №10 электрохимическая коррозия металлов. Защита металлов от коррозии

Цель работы – моделирование процессов электрохимической

коррозии и изучение методов защиты металлов от

коррозии

Опыт 1. Качественная реакция на ионы Fe²⁺

Выполнение опыта

При коррозии железабудет происходить его окисление и образование соединений железа (II). Качественной реакцией на ионыFe²⁺является реакция взаимодействия солей железа (II) сгексацианоферратом (III) калия(красной кровяной солью)K₃[Fe(CN)₆].Данная реакция позволит обнаружить ионыFe²⁺,что и будет являться экспериментальным подтверждением коррозионного разрушения железа.

В пробирку внесите небольшое количество кристаллического сульфата железа (II)и растворите его в воде. К полученному растворуFeSO₄ добавьте несколько капель растворагексацианоферрата (III) калияK₃[Fe(CN)₆].При этом образуется темно-синий осадок комплексного соединения железа (II), который называетсятурнбулевой синью:

3 FeSO₄ + 2 K₃[Fe(CN)₆] = Fe₃[Fe(CN)₆]₂  + 3 K₂SO₄

Запись результатов опыта

Напишите молекулярное, ионное и сокращенное ионное уравнения данной реакции. Докажите, что ионы [Fe(CN)₆]^3–обусловливают качественное определение ионовFe²⁺в растворе.

В выводе дайте обоснование возможности использования этой качественной реакции для определения коррозионного разрушения железа.

Опыт 2. Электрохимическая коррозия железа с водородной деполяризацией

Выполнение опыта

В опыте используют две пластинки: одну из луженого, другую – изоцинкованного железа. Нарушьте целостность покрытия каждой пластинки путем нанесения глубокой царапины гвоздем. Затем нанесите на царапину каждой пластинки сначала по капле раствора разбавленнойсерной кислоты, затем – по капле растворакрасной кровяной соли. Отметьте, на какой из пластин царапина окрасилась в синий цвет.

Запись результатов опыта

При рассмотрении механизма электрохимической коррозии металлов с водородной деполяризацией следует использовать следующий алгоритм:

1) Составьте схему коррозионной гальванопары Ме₁ среда Ме₂.

2) Учитывая характер среды, укажите окислитель (Н⁺илиО₂).

3) Определите, какой из металлов будет выполнять функцию анода, какой –катода. Для этого нужно сравнить значения стандартных электродных потенциалов.Анодомвсегда является более активный металл, т.е. металл с меньшим значением стандартного электродного потенциала.Анодявляется восстановителем (анод в гальваническом элементе – отрицательно заряженный электрод,катод– положительно заряженный электрод). Металл с большим значением стандартного электродного потенциала будеткатодом.

4) Укажите направление движения электронов в схеме коррозионной гальванопары: от более активного металла к менее активному металлу, т.е. от металла (или участка металла) с меньшим значением стандартного электродного потенциала к металлу (или участку металла) с большим значением стандартного электродного потенциала.

5) Запишите электронные уравнения процессов, протекающих на электродах, учитывая, что на аноде происходит процесс окисления, а на катоде – восстановления окислителя (Н⁺илиО₂).

6) Составьте суммарное ионное, а затем молекулярное уравнение окислительно-восстановительной реакции, протекающей в коррозионной гальванопаре при электрохимической коррозии.

В выводе объясните причину коррозионного разрушения луженого железа. Определите, каким покрытием (анодным или катодным) по отношению кжелезуявляютсяоловоицинк? Какое покрытие (анодное или катодное), способно защищать железо от коррозионного разрушения при нарушении целостности покрытия?

Опыт 3. Электрохимическая коррозия железа с кислородной деполяризацией

Выполнение опыта

В две пробирки налейте по 2 – 3мл раствора поваренной солии в каждую из них добавьте по 2 – 3 капликрасной кровяной соли. В первую пробирку поместите железную скрепку, обмотанную медной проволокой, во вторую –железнуюскрепку с зажатой в неецинковойгранулой. Отметьте, в какой из пробирок раствор окрашивается в синий цвет.

Запись результатов опыта

Разберите механизм электрохимической коррозии, происходящей при контакте двух металлов (Fe–Cu, Fe–Zn) в нейтральной среде в соответствии с алгоритмом, приведенным в опыте 2.

Вопросы для самоконтроля знаний

1. Что такое коррозия? Назовите виды коррозии.

2. Охарактеризуйте особенности химической коррозии.

3. От каких факторов зависит скорость коррозии?

4. В чем сущность электрохимической коррозии? Каков механизм протекания электрохимической коррозии?

5. Что такое деполяризаторы? Что является деполяризатором в кислой среде? В щелочной среде?

6. Назовите виды электрохимической коррозии по механизму ее протекания.

7. Какой металл в коррозионном гальваническом элементе является анодом? Какой процесс протекает на аноде?

8. Какой металл в коррозионном гальваническом элементе является катодом? Какой процесс протекает на катоде?

9. Какой вид коррозии протекает во влажном воздухе? Что является окислителем?

10. При каком соотношении потенциалов металла и водорода (E⁰_Ме⁺ⁿ/_Ме⁰ и Е⁰_2Н⁺/_Н2) возможно протекание электрохимической коррозии с водородной деполяризацией?

11. При каком соотношении потенциалов металла и кислорода (E⁰_Ме⁺ⁿ/_Ме⁰ и Е⁰_О2/_2Н2О) возможно протекание электрохимической коррозии с кислородной деполяризацией?

12. Перечислите основные способы защиты металлов от коррозии.

13. Какое покрытие металла называется анодным? Приведите примеры.

14. Какое покрытие металла называется катодным? Приведите примеры.

15. Почему некоторые достаточно активные металлы, например, алюминий, не корродируют на воздухе?