3525

Коррозия металлов

Лабораторная работа

Физика

Коррозия металлов. Цели. 1.Познакомиться с процессом коррозии с водородной деполяризацией. 2. Познакомиться с процессом коррозии с кислородной деполяризацией. 3. Рассчитать термодинамическую вероятность процессов коррозии с водородной и с кислородно...

Русский

2012-11-02

48 KB

23 чел.

Коррозия металлов.

Цели.

1.Познакомиться с процессом коррозии с водородной деполяризацией.

2. Познакомиться с процессом коррозии с кислородной деполяризацией.

3. Рассчитать термодинамическую вероятность процессов коррозии с водородной и с кислородной деполяризацией.

I. Теоретическая часть.

Коррозия – необратимое самопроизвольное разрушение металлов и сплавов.

Электрохимическая коррозия происходит в том случае, если на поверхности металлического слоя находится электролит в виде растворов солей, кислот, щелочей.

Сущность электрохимической коррозии в том, что процесс окисления металла сопровождается полным удалением электронов его атома и передачей их деполяризатору. (На катоде деполяризатор восстанавливается H+→H2, O2→ O2-).

Коррозия с водородной деполяризацией – ионы водорода обладают высокой подвижностью, и поэтому данная коррозия протекает с большой скоростью.

При pH < 7:  2H+ + 2e- → H2.

При pH > 7, pH = 7: 2H2O + 2e- → H2 + 2OH-.

Коррозия с кислородной деполяризацией – протекает в водных растворах электролитов в длительном соприкосновении с воздухом. В этом случае деполяризатором является кислород.

При pH < 7:  O2 + 4H+ + 4e- → 2H2O.

При pH > 7, pH = 7: O2 +2H2O + 4e- → 4OH-.

II. Экспериментальная часть.

Опыт 1. Электрохимическая коррозия с водородной деполяризацией.

Ход работы:

В пробирку налить 5 мл разбавленного раствора H2SO4, опустить в раствор кусочек цинка Zn.

Наблюдения:

 

Уравнение реакции:

Zn + H2SO4 (разб) → ZnSO+H

Zn-2e=Zn  φ()=-0,763

2H

ph(HSO)=2

φ0 о-ль = -0,059pH=-0,118

E==-0,118-(-0,763)=0,645 B

∆G=-n*E*F=-2*0,645*96500=-124,5 кДж

 

Отрезок медной проволоки очистить наждачной бумагой и промыв водой, медленно опустить в раствор. Медь не взаимодействует с разбавленной H2SO4. (Почему?)

С разбавленной серной кислотой (H2SO4 р) реагируют металлы, электродный потенциал которых меньше 0 В (φ0< 0 В), а φ(Cu

Прикоснуться медной проволокой к кусочку цинка.

Наблюдения: Газ выделяется на медной проволоке

Механизм процесса:

φ0(Cu2+/Cu) = 0,339 В

φ0(Zn2+/Zn) = -0,763 В

Катодом является – Cu

Анодом является – Zn

Перенапряжение водорода на катоде: η Н2(Cu) = 0,5 B

pH = 0

Реакция на аноде (А):Zn

Реакция на катоде (К): H

φ0 (катод) = φ0 (окислитель) = -0,059 pHη Н2(Cu ) = -0,5 B 

E0 = φ0 (окислитель) - φ0 (восстановитель);

E0 = -0,5-(-0,763)= 0,263

G0 = - nE0F;

G0 = -2*0,263*96500= - 50,76 кДж.

Вывод: Познакомились с процессом коррозии с водородной деполяризацией. Рассчитали термодинамическую вероятность процесса коррозии с водородной деполяризацией.

Опыт 2. Электрохимическая коррозия с кислородной деполяризацией.

Ход работы:

В 2 стаканчика налить по 50 мл 2M раствора Na2SO4. Раствор в одном из стаканчиков прокипятить. Прилить в оба раствора по 1 мл раствора K3[Fe(CN)6] (красная кровяная соль). Две стальные пластинки очистить наждачной бумагой, ополоснуть водой, поместить в стаканчики с растворами. Добавить по 3-4 капли фенолфталеина.

Наблюдения:

не кипятили  кипятили

 Механизм процесса:

φ0(Fe2+/Fe) = -0,447 В

φ0(O2/OH-) = 1,23 – 0,059рН=1,23-0,59=0,64 В

Катодом и анодом является – Fe.

Перенапряжение кислорода на катоде: η O2(Fe) = 0,6 В.

pH = 7.

Реакция на аноде (А):

Реакция на катоде (К): O2 +2H2O + 4e- → 4OH-.

Уравнения реакций:

1) 3Fe2++2 K3[Fe(CN)6] Fe3[Fe(CN)6]2↓ + 6K+ ;   

 

 (турнбуллевая синь)

2) Наличие в растворе ионов OH- обуславливает pH> 7, следовательно, фенолфталеиновый в щелочной среде становится малиновым.

φ0 (катод) = φ0 (окислитель) = φ0(O2/OH-) η O2(Fe) =0,64-0,6=0,04 В

E0 = φ0 (окислитель) - φ0 (восстановитель);

E0 = 0,04-(-0,447)=0,451 В

G0 = - nE0F;

G0 = -4*0,451*96500= -174 кДж

Вывод: . Познакомились с процессом коррозии с кислородной деполяризацией. Рассчитали термодинамическую вероятность процесса коррозии с кислородной деполяризацией.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

12418. Изучение внешнего фотоэффекта, лабораторная работа 267.5 KB
  Отчет. К лабораторной работе 6.12. Изучение внешнего фотоэффекта. Цель работы: изучить внешний фотоэффект. Приборы и инструменты № Название Предел измерения Цена деления Аб...
12419. Интеллектуальные информационные системы 339.5 KB
  Методические указания к лабораторным работам и семинарским занятиям по дисциплине Интеллектуальные информационные системы Содержание Методические указания к лабораторным работам 3 Лабораторная работа №1. Семантические сети 4 Последовательность в...
12420. Исследование явления интерференции света при помощи бипризмы Френеля 309.5 KB
  Отчет. К лабораторной работе 7.1. Исследование явления интерференции света при помощи бипризмы Френеля. Цель работы: Определение длины световой волны. Приборы и инструменты № Название Пр
12421. Исследование явления интерференции света при помощи колец Ньютона 69 KB
  Отчет. К лабораторной работе 7.2. Исследование явления интерференции света при помощи колец Ньютона. Цель работы: Определение радиуса линзы при помощи колец Ньютона. Приборы и инструменты № Название ...
12422. Определение концентрации водного раствора сахара с помощью поляриметра 347 KB
  Отчет. К лабораторной работе 7.4. Определение концентрации водного раствора сахара с помощью поляриметра. Цель работы: Ознакомиться с явлением поляризации света и его применением на примере измерения концентрации раствора сахара Используя раствор с известно...
12423. Изучение явления дисперсии и исследование зависимости показателя преломления от длины волны света 100.5 KB
  Отчет. К лабораторной работе 7.5. Изучение явления дисперсии и исследование зависимости показателя преломления от длины волны света. Цель работы: Изучить явление дисперсии и исследовать зависимость показателя преломления от длины волны света Приборы и...
12424. Определение показателя преломления и средней дисперсии жидкостей и твердых тел с помощью рефрактометра Аббе 409.5 KB
  Отчет. К лабораторной работе 7.6. Определение показателя преломления и средней дисперсии жидкостей и твердых тел с помощью рефрактометра Аббе. Цель работы: Исследование зависимости показателя преломления раствора от концентрации. Приборы и инструмент
12425. Техническое обслуживание систем смазки технологического оборудования 92.17 KB
  Лабораторная работа №4 по дисциплине: Эксплуатация и обслуживания машин на тему: Техническое обслуживание систем смазки технологического оборудования Цель работы: Освоение методики выполнения технического обслуживания систем смазки технологического обору...
12426. Проверка точности технологического оборудования после ремонта 266.72 KB
  Лабораторная работа №5 по дисциплине: Эксплуатация и обслуживания машин на тему: Проверка точности технологического оборудования после ремонта Цель: Освоить методику проверки точности металлорежущих станков после выполнения капитального ремонта и научитьс...