Тема 13.: «Електрохімія» Лабораторна робота № 5 «Інгібіторний захист від корозії»

Мета роботи: 1. Оволодіння уміннями проведення експериментальних досліджень.

2. Експериментальним шляхом навчитися визначати та розраховувати швидкість корозії металів та вплив на неї інгібіторів.

Реактиви, посуд і прилади: запізні пластинки однакової площі --10 шт.; віденське вапно; 1% і 10%-й розчини H₂SO₄ етиловий спирт; 0,05%-й розчин желатину; сечовина; розчин NaCl; мідний дріт; віск; луг; дистильована вода; фільтрувальний папір; електроплитка.

Теоретичне підґрунтя

На даний момент є кілька способів запобігання корозії.

Нанесення металевих покриттів

За характером захисної дії металеві покриття можна розділити на анодні та катодні. Метал, який використовують для анодного покриття, повинен мати більш негативний потенціал (більш активний). Наприклад, вироби із заліза покривають цинком, де більш активний цинк, захищає від корозії залізо. При катодному покритті, наприклад, залізо, покрите оловом (луджене залізо), навпаки, герметичність е обов'язковою. У цьому випадку треба слідкувати за герметичністю консервних банок, виготовлених із лудженої бляхи.

Дуже розповсюдженим є використання нержавіючих сплавів. Нержавіючу сталь розробив у 1913 році хімік Гаррі Бріарлі. Його сталь не розчинялася в кислоті. Ця сталь не піддається корозії тому, що на її поверхні утворюється плівка хром (III) оксиду. На відміну від іржі, на цей оксид не діє вода, й він міцно зчеплений з металевою поверхнею. Маючи товщину всього лише в кілька манометрів, оксидна плівка є невидимою для неозброєного ока й не приховує природного металевого блиску металу. При цьому вона є непроникною для повітря й води і захищає метал. Якщо зруйнувати поверхневу плівку, вона швидко відновиться. Але нержавіюча таль дорога, і її використання не завжди економічно виправдане, тому нині часто використовується покриття залізних виробів тонким шаром цинку (оцинковане залізо) або олова (луджене залізо). Останнє особливо часто використовується при виготовленні консервів.

Нанесення неметалевих покриттів

До неметалевих захисних покриттів відносять покриття лаками, фарбами, полімерами, а також пасивними плівками з малорозчинних сполук металів. Сьогодні все ширше застосовують захисні покриття з органічних полімерів. Ці плівки є або продуктами корозії, або утворюються при оксидуванні. Неметалеві покриття забезпечують лише механічний захист металів від корозії. Ці покриття мають добру водостійкість.

Електрохімічні методи захисту

До електрохімічних методів відносяться протекторний та катодний захист. Протектори – це більш активні метали, які приєднують до металевих конструкцій, виробів, вони мають більш негативне значення Е°. При протекторному способі захисту два метали утворюють штучний гальванічний елемент, у якому відбувається анодне розчинення протектора, що захищає основний метал від корозії. Наприклад, вироби із сталі (заліза) можна захистити протекторами з цинку або магнію. При катодному захисті металеві конструкції з'єднують з негативним полюсом постійного джерела струму. Це приводить до затримки розчинення металу і відновлення на ньому окисників з навколишнього середовища.

Іноді залізо покривають тонким шаром іншого металу. Деякі виробники виготовляють кузови автомобілів зі сталі із захисним цинковим покриттям. При такій обробці утворюється шар цинк оксиду, й коли покриття не ушкоджене, воно добре захищає від іржі. Навіть якщо таке покриття має вади, сталевий корпус машини все ж таки захищений від швидкого руйнування, оскільки в цій системі переважно кородує цинк, а не залізо, тому що Цинк є більш активним металом, ніж Ферум.