Порядок выполнения работы

Опыт 1. Влияние природы контактирующих металлов на скорость коррозии железа

В данном опыте изучается процесс коррозии стали в паре с различными металлами. В первой части опыта железо находится в паре с никелем или медью, во второй части опыта — в паре со свинцом.

В U-образную трубку залить на 1/2 – 3/4 ее объема 0,1 М раствор H₂SО₄. Металлические пластины тщательно зачистить наждачной бумагой и промыть проточной водой. В одно колено трубки поместить стальную пластинку, во второе — никелевую (или медную). С помощью милливольтметра определить напряжение элемента. Повторить опыт со свинцовой пластиной.

При оформлении результатов опыта записать уравнения анодного и катодного процессов, а также суммарное уравнение реакции. Привести схему коррозионного элемента.

Рассчитать потенциал катодной реакции и объяснить влияние природы использованных металлов на скорость коррозии и напряжение коррозионного элемента.

Опыт 2. Активирующее действие ионов хлора

В две пробирки налить по 2 мл раствора сульфата меди и по 0,5 мл раствора серной кислоты. В одну из пробирок добавить 1 мл воды, в другую – 1 мл раствора хлорида натрия. Затем в обе пробирки поместить алюминиевую проволоку. Установить, в какой из пробирок интенсивнее выделяется газ.

Записать уравнения анодного, катодного и суммарного процессов, привести схему коррозионного элемента. Объяснить механизм влияния ионов хлора на скорость реакции.

Опыт 3. Легирование металла

В качестве легирующих добавок к железу применяют никель и хром (никель и хром входят в состав нержавеющей стали).

В две пробирки налить по 3 – 5 капель воды, добавить по 2 капли раствора H₂SО₄ и по 2 – 4 капли раствора K₃[Fe(CN)₆]. В одну пробирку поместить зачищенную наждачной бумагой и промытую проточной водой стальную пластинку. Во вторую пробирку поместить

18

незачищенную пластинку из нержавеющей стали. Отметить изменение цвета раствора через 5 мин и количество выделяющихся пузырьков газа в единицу времени.

Объяснить наблюдения, записать уравнения анодных и катодных процессов, предварительно рассчитав их потенциалы (рН раствора 1, активность ионов железа 10^-3 моль/л). Привести схему коррозионного процесса. Объяснить причину различного поведения пластинок в растворе кислоты.

Опыт 4. Анодные и катодные защитные покрытия

В две пробирки налить по 3 – 5 капель воды и добавить по 1-й капле H₂SО₄ и по 2 - 4 капли раствора K₃[Fe(CN)₆]. В одну пробирку поместить полоску оцинкованного, а в другую — луженого железа. Через 5 мин отметить изменение цвета раствора в пробирках.

Объяснить наблюдения, записать уравнения анодных и катод-ных процессов и привести схемы работы коррозионных элементов. Указать, какое покрытие является катодным и какое – анодным.

Вылить растворы из пробирок; полоски оцинкованного и луже-ного железа хорошо промыть проточной водой под краном и повторить опыт с раствором щелочи. Наблюдения записать и объяснить также, как в случае с кислым раствором.

Опыт 5. Протекторная защита стали

В две пробирки налить по 3 – 5 капель 0,1 М раствора серной кислоты и по 2 – 4 капли К₃[Fе(СN)₆]. В одну пробирку поместить стальную полоску, в другую — такую же полоску стали, но в контакте с цинком.

Записать наблюдения и объяснить их, написав уравнения анод-ного и катодного процессов. Привести схемы коррозионных элементов в обоих случаях.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ

1. Что понимают под коррозией металлов?

2. К какому виду относится газовая коррозия?

3. Какие существуют виды коррозии?

4. В чем заключается отличие электрохимической коррозии от хими-ческой?

19

5. К какому виду коррозии следует отнести образование оксида на по-верхности меди при нагреве на воздухе?

6. В связи с чем такой активный металл как алюминий не корродирует на воздухе?

7. Как характеризуется скорость электрохимической коррозии?

8. Чем обусловлена электрохимическая неоднородность поверхности металла?

9. Каковы причины возникновения коррозионных микрогальваниче-ских элементов?

10. Каким образом можно определить возможность протекания корро-зии с выделением водорода (с водородной деполяризацией) и с поглощением кислорода (с кислородной деполяризацией)?

11. Какие факторы влияют на скорость коррозии с выделением водо-рода?

12. Как можно замедлить скорость коррозии с кислородной деполяри-зацией?

13. Чем характеризуется пассивация и к чему она приводит?

14. Каким образом рН среды влияет на процесс коррозии?

15. По какой причине железо слабо корродирует в растворах с рН > 10?

16. Что используют для предотвращения коррозии или снижения ее скорости?

17. Какие существуют способы защиты металлов от коррозии?

18. Что представляет собой легирование и какова его роль в защите от коррозии?

19. Какие существуют виды защитных покрытий и какие используются методы и способы для их нанесения?

20. Какому условию должны удовлетворять металлы, использующиеся в качестве катодных защитных покрытий?

21. Какие металлы можно использовать в качестве анодных защитных покрытий?

22. Что представляет собой протекторная защита от коррозии и каким образом она достигается?

23. В чем заключается смысл катодной электрохимической защиты и как она реализуется?

24. Каково назначение анодной электрохимической защиты?

20