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

20851. ОСНОВИ УПРАВЛІНСЬКОГО ОБЛІКУ 354.5 KB
  Концепція, зміст та об’єкти управлінського обліку. Системи обліку витрат і калькулювання собівартості. Облік і контроль за центрами відповідальності. Аналіз релевантної інформації для прийняття управлінських рішень.
20853. Прокат 148.5 KB
  Профілі прокату геометрична форма перетину прокату. Сортамент прокату сукупність профілів прокату одержуваного на прокатному стані. Профілі прокату.
20855. ТВОРЧИЙ ПРОЕКТ З ТРУДОВОГО НАВЧАННЯ ДЛЯ УЧНІВ 7-8 КЛАСІВ ЗАГАЛЬНООСВІТНІХ НАВЧАЛЬНИХ ЗАКЛАДІВ 6.87 MB
  Організаційнопідготовчий етап охоплює такі стадії виконання проекту: формулювання завдання пошук проблеми усвідомлення проблемної сфери; дизайнаналіз аналіз аналогів вироблення ідей та варіантів; аналіз виробу формування основних параметрів і граничних вимог вибір оптимального варіанту та обґрунтування проекту прогнозування результатів. Конструкторський етап розробка початкових ідей генерування ідей складання їх замальовок рисунків ескізів; оцінка ідей для вибору найбільш досконалої оцінка ідей за розробленими критеріями...
20857. З'єднання, одержувані для формування рамок із брусків із прямокутним підрізуванням 197.5 KB
  Дизайнаналіз: виконання аналізу аналогів у письмовій та графічній формі зразок графічної форми дивись у додатку 1; вироблення ідей та варіантів; проведення дизайнаналізу; взаємозвязок між призначенням виробу і матеріалом з якого він виготовлений; аналіз форми виробу; звязок між формою і функціональним призначенням виробу; способи ручної та механічної обробки матеріалів; кінцева обробка та оздоблення виробів. Аналіз виробу: формування основних параметрів і граничних вимог; вибір оптимального варіанту та обґрунтування проекту;...
20858. Штангенциркуль 218 KB
  Штангенциркуль складається із стальної лінійки штанги 5 з міліметровими поділками відносно якої переміщується рамка 4 з ноніусом і двох пар губок ніжок нерухомих 1 та рухомих 2. Різновиди штангенциркулів Цифровий штангенциркуль Отримання результатів вимірювання штангенциркулем.