2. Методы защиты от коррозии

1. Защита легированием – при легировании стали хромом или хромом и никелем (более эффективно) сталь способна сопротивляться коррозии, так как её электродный потенциал становится высоким и она является отрицательно заряженным катодом. Дорогостоящий никель частично заменяют более дешевым марганцем. Хрома должно быть не менее 12 %, иначе сталь становится паложительно заряженным анодом (на нержавеющей посуде стоит знак «18/10», это значит, в металле 10 % Ni и 18 % Cr).

2. Защита неметаллическими плёнками. Это окисные плёнки, получаемые оксидированием и фосфатные плёнки, получаемые фосфатированием. Детали обрабатывают либо сильным окислителем (едким натром NаОН), либо смесями фосфорной кислоты и её солей, в результате детали покрываются окисной плёнкой чёрно-синего цвета (воронение), либо фосфатной плёнкой.

3. Защита металлическими покрытиями. На поверхность детали наносится тонкий слой другого металла, в зависимости от того, какой металл наносится, процесс называется:

– Zn – цинкование, Al – алитирование, Sn – лужение, Pb – свинцевание, Cr – хромирование, Cd – кадмирование, Ni – никелирование, Cu – меднение,

также покрывают металл латунью и бронзой.

Способы нанесения металла на деталь:

1. погружением детали в расплавленный металл, применяется для нанесения пленок из плавящихся при низких температурах металлов (цинка, олова, свинца) – используется в случае деталей небольшого размера;

2. путём распыления расплавленного металла (цинка, кадмия) сжатым воздухом с набрызгиванием его на деталь – для крупных деталей;

3. диффузионным методом – алитирование, хромирование (см. выше, ХТО).

4. гальваническим путём – электролиз водных растворов солей того металла, который является покрытием. Преимущества метода: управляемость процессом, экономное расходование металла, отсутствие нагрева. Различают анодное и катодное покрытие.

– анодное (цинком) – у цинка электродный потенциал ниже, чем у железа, поэтому он защищает и механически, и электрохимически, так как он является анодом (+) и разрушается;

– катодное (оловом) – электродный потенциал олова выше, чем у железа, то защищает только механически, а в случае повреждения плёнки электрохимическим путём разрушается железо.

5. методом плакирования – термин происходит от французского слова «плаке», что значит накладывать, покрывать – горячей прокаткой или прессованием покрывают один металл тонким слоем другого металла – например, сталь латунью, дюралюмин – алюминием.

4. Защита протекторами – от латинского защищающий – к детали, находящейся в электролите (в почве всегда есть вода) присоединяют металл с меньшим электродным потенциалом (обычно цинк), который, являясь анодом, и разрушается. Деталь является катодом и не корродирует.

5. Защита неметаллическими покрытиями. Это краски, лаки – они дешёвы, экономят цветные металлы, защищают любые конструкции. Недостаток – трескаются и пропускают воду. Применяются краски масляные и эмалевые.

6. Защита обработкой коррозионной среды. Есть вещества, замедляющие химические реакции и даже прекращающие их (их называют ингибиторами). Когда такой ингибитор вводят в коррозионную среду (например, в воду радиаторов двигателей внутреннего сгорания, теплообменников, компрессоров), то коррозия практически прекращается. Достоинство – ингибитора требуется обычно мало, так как он, сдерживая реакцию, сам в ней не участвует (как и катализатор, который ускоряет химическую реакцию, также не участвуя в ней).

Контрольные вопросы

1. Какие виды коррозии существуют?

2. Перечислите основные причины коррозии.

3. Расскажите о коррозии бетонов.

4. Какие виды защиты металлов от коррозии существуют?

5. Какие виды защиты бетонов от коррозии существуют?

6. Что значит протекторная защита?

Лекция №13

Комплексные соединения. Теория кристаллического поля

План

1. Координационная теория

2. Номенклатура комплексных соединений

3. Методы установления координационный формул.

4. Теория кристаллического поля.

5. Устойчивость координационныхсоеинений.

Координационная теория

В молекуле комплексного соединения различают следующие структурные элементы: ион-комплексообразователь, координированные вокруг него присоединенные частицы - лиганды, составляющие вместе с комплексообразователем внутреннюю координационную сферу, и остальные частицы входящие во внешнюю координационную сферу. При растворении комплексных соединений лиганды остаются в прочной связи с ионом-комплексообразователем, образуя почти недиссоциирующий комплексный ион. Число лигандов называется координационным числом (к.ч.).

Рассмотрим ферроцианид калия K₄[Fe(CN)₆] – комплексное соединение, образующееся при взаимодействии 4KCN+Fe(CN)₂=K₄[Fe(CN)₆].

При растворении комплексное соединение диссоциирует на ионы: K₄[Fe(CN)₆]↔4K⁺+[Fe(CN)₆]^4-

Характерные комплексообразователи: Fe²⁺, Fe³⁺, Co³⁺, Cr³⁺, Ag⁺, Zn²⁺, Ni²⁺.

Характерные лиганды: Cl^-, Br^-, NO₂^-, CN^-, NH₃, H₂O.

Заряд комплексообразователя равняется алгебраической сумме зарядов составляющих его ионов, например, [Fe^x(CN)₆]^4-, x+6(-1)=-4, x=2.

Входящие в состав комплексного иона нейтральные молекулы оказывают влияния на заряд. Если вся внутренняя сфера заполнена только нейтральными молекулами,

то заряд иона равен заряду комплексообразователя. Так, у иона [Cu^x(NH₃)₄]²⁺, заряд меди x=+2.

Заряд комплексного иона равен сумме зарядов ионов, находящихся во внешней сфере. В K₄[Fe(CN)₆] заряд [Fe(CN)₆] равен -4, так как во внешней сфере находится 4K⁺, а молекула в целом электронейтральна. Возможно взаимное замещение лигандов во внутренней сфере при сохранении одного и того же координационного числа, например, [Co(NH₃)₅NO₂]Cl₂, [Co(NH₃)₄(NO₂)₂]Cl, [CoCl (NH₃)₃(NO₂)₂]. Заряд иона кобальта равен +3.