5. Раціональне конструювання

При конструюванні виключити (по можливості) або скоротити число і розміри особливо небезпечних, з погляду корозії, ділянок (наприклад, зварних швів, вузьких щілин); передбачити спеціальний захист металевої конструкції від корозії.

Лабораторна робота № 10 Корозія металів. Методи захисту металів від корозії

Правила техніки безпеки: дотримуватися загальних правил безпеки при роботі в хімічних лабораторіях.

Необхідні прилади і реактиви: сталева пластинка, пластинка з неіржавіючої сталі, сталеві і графітові стрижні, смужка оцинкованого заліза, смужка лудженого заліза, смужка свинцю, смужка цинку, U-подібна трубка, вода, вольтметр, фільтрувальний папер, розчин фероксиліндікатора, 0,5М розчин хлориду натрію, розчин K₃[Fe(CN)₆], фенолфталеїн, 0,1М розчин сірчаної кислоти, 0,4 М розчин оцтової кислоти, розчин йодиду калію, уротропін

Виконання дослідів

Дослід 1. Електрохімічна неоднорідність поверхні стали

Зачистіть сталеву пластинку наждачним папером, промийте проточною водою і висушіть фільтрувальним папером. Потім покладіть на пластинку паперовий фільтр, змочений ферроксилиндикатором.

Фероксиліндікатор є водним розчином хлориду натрію, що містить гексацианоферрат (III) калія, – K₃ [Fe(CN)₆] і фенолфталеїн. Гексацианоферрат (III) калія є якісним реактивом на іони Fe²⁺ , якісною ознакою наявності цих іонів є нерозчинного гексацианоферрат (III) калія-заліза (II) темно-синього кольору, званого турнбулева синь.

Fe²⁺ + K⁺ + [Fe(CN)₆]^3- → KFe[Fe(CN)₆ ]

Через 2-3 хвилини опишіть зміну кольору фільтрувального паперу, форму і розподіл плям. Опишіть спостереження, запишіть рівняння електродних реакцій і схему корозійного процесу.

Дослід 2. Корозія заліза у контакті з вуглецем

Заповніть U-подібну трубку на 1/2 об'єму 0,5М розчином хлориду натрію. Зачистіть наждачним папером і промийте проточною водою сталеві і графітові стрижні. У одне коліно трубки помістіть сталевий стрижень і додайте 3-4 краплі розчину K₃[Fe(CN)₆], в друге коліно занурте графітовий стрижень і додайте 3-4 краплі фенолфталеина.

Замкніть зовнішній ланцюг через мілівольтметр і запишіть напругу. Відключіть вольтметр, замкніть зовнішній ланцюг і спостерігайте за роботою елементу. Як змінюється забарвлення розчину в катодному і анодному просторах.

Запишіть рівняння катодного і анодного процесів, складіть сумарне рівняння корозійного процесу і схему корозійного елементу.

Дослід 3. Легування металу

Як легуючі добавки до заліза застосовують нікель і хром. У дві пробірки налийте на 1/2 об'єму води і додайте 2-4 мл розчину сірчаної кислоти і 2-3 краплі розчину K₃[Fe(CN)₆].У одну пробірку помістить зачищену наждачним папером і промиту проточною водою сталеву пластинку, в другу пробірку – пластинку з неіржавіючої сталі (не зачищену).

Відзначте зміну кольору розчину через 5 хвилин і кількість бульбашок газу, що виділяються, в одиницю часу.

Поясніть ваші спостереження, запишіть рівняння анодних і катодних процесів. Приведіть схему корозійного процесу і рівняння сумарної реакції. Поясните причину різної поведінки пластинок в розчині кислоти.

Дослід 4. Анодні і катодні захисні покриття

У дві пробірки налийте на 1/2 об'єму води і додайте 1-2 мл розчину сірчаної кислоти і 2-4 краплі розчину K₃[Fe(CN)₆]. У одну пробірку помістите смужку оцинкованого, а в іншу – лудженого заліза. Відзначте зміну кольору розчину через 5 хвилин.

Поясніть ваші спостереження, запишіть рівняння анодних і катодних процесів, приведіть схеми роботи корозійних елементів і сумарні рівняння процесів корозії. Вкажіть, яке з вивчених покриттів було анодним, яке – катодним.

Вилийте розчини з пробірок; смужки заліза добре промийте водою і виконайте дослід з розчином лугу. Спостереження запишіть і поясніть так само, як у випадку з кислим розчином.

Дослід 5. Протекторний захист металу

А. Протекторний захист свинцю

У дві пробірки налийте на 1/2 об'єму 0,4 М розчину оцтової кислоти СН₃СООН і додайте в кожну декілька крапель розчину йодиду калію. У одну пробірку помістите смужку свинцю, в іншу – таку ж смужку свинцю, але у контакті з цинком. Спостерігайте, в якій з пробірок швидше з'явиться жовте фарбування.

Поясните спостережувані явища. Запишіть рівняння анодних і катодних процесів, приведіть схеми роботи корозійних елементів і сумарні рівняння процесів корозії.

Б. Протекторний захист стали

У дві пробірки налийте на 1/2 об'єму 0,1М розчину сірчаної кислоти і 2-4 краплі розчину K₃[Fe(CN)₆]. У одну пробірку помістите сталеву смужку, в іншу – таку ж смужку стали, але у контакті з цинком.

Запишіть ваші спостереження і поясніть їх, написавши рівняння анодного і катодного процесів, приведіть схеми роботи корозійних елементів і сумарні рівняння процесів корозії.

Дослід 6. Вплив інгібітору на швидкість корозії

У дві пробірки налийте на 1/2 об'єму 0,1М розчину сірчаної кислоти і помістить в кожну пробірку смужку заліза або залізні стружки. У одну пробірку додайте уротропін або інший інгібітор.

Спостереження запишіть і поясніть. Запишіть рівняння анодних і катодних процесів, приведіть схеми роботи корозійних елементів і сумарні рівняння процесів корозії.