По полученным экспериментальным данным

1. Построить график зависимости объема выделившегося водорода от продолжительности испытания.

2. Рассчитать скорость коррозии (массовый показатель) за 100 мин. в г/м²∙час, при этом убыль массы образца Δm рассчитать по закону эквивалентов, учитывая, что при растворении I г/экв металла выделяется 11,2 л водорода.

3. Рассчитать глубинный показатель в мм/год и оценить стойкость образца по шкале баллов стойкости.

Металл	, м2	, г/см3	τ, мин	Положение мениска, мл	, мл	, г/м2∙час

Глубинный показатель_____

Балл стойкости____________

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАЧИ

1. Объясните на конкретных примерах механизм химической и электрохимической коррозии.

2. Напишите электрохимические процессы, протекающие при нарушении: цинкового и оловянного покрытий на железе, эксплуатирующегося в атмосферных условиях.

3. Какие активаторы коррозии алюминия и железа вам известны?

4. Объясните влияние на коррозию металлов ионов Н⁺.

5. Какая алюминиевая пластинка корродирует интенсивнее в контакте:

а) с железом; б) с медью?

Работа № 18. Протекторная защита металлов от коррозии

Цель работы – знакомство с методами защиты металлов от коррозии. Изучение надежности протекторной защиты металлов. Определение радиуса действия цинкового протек­тора при защите стальных изделий при эксплуатации их в солевых растворах.

Оборудование и реактивы

1. Реохордный мост для измерения сопротивления раствора или кондуктометр для измерения электропроводности.

2. Стальной стержень с протектором (цинковой проволокой), закрепленным у основания стержня.

3. Большая пробирка.

4. Капельница с раствором красной кровяной соли.

5. Ячейка с платиновыми электродами.

6. Растворы поваренной соли NaCl (0,1%; 0,2%; 0,3%; 1,5%).

Последовательность выполнения работы

1. Определить константу измерительной ячейки φ путем измерения сопротивления стандартного раствора R, удельная электропроводность æ которого известна (использовать в качестве стандарта раствор КС1 с концентрацией 0,1 М или 0,01 М). Измерение сопротивления провести с помощью реохордного моста (инструкция прилагается к прибору), константу ячейки рассчитать по формуле æ = φ/R ( см. работу № 3).

2. Измерить электрическое сопротивление растворов NaCL различной концентрации, для чего в ячейку пооче­редно добавлять по 40 мл растворов NaCl различной концентрации и на основании опытных данных рассчитать их электропроводность, используя для расчетов найденное значение φ. Полученные резуль­таты занести в таблицу.

3. Стальной стержень с цинковым протектором зачистить наждачной бума­гой, промыть в проточной воде и протереть фильтровальной бумагой. Погрузить стержень протектором на дно большой пробирки, заполнить пробирку 0,1%-ным раствором NаС1, прилить еще 5 капель раствора ферроцианида калия K₃[Fe(CN)₆]. Через некоторое время можно будет наблюдать появле­ние синих пятен («турнбулева синь» Fe₃[Fe(CN)₆]₂) на стержне.

4. Определить радиус действия цинкового протектора в растворе, замерив ли­нейкой расстояние (мм) от места закрепления протектора до ближай­шего синего пятна.

5. Извлечь стержень из пробирки, промыть водопроводной водой и протереть фильтровальной бумагой. Пробирку промыть водопроводной водой.

Концентрация раствора NaCl, %	Радиус действия протектора, мм	æ, Ом-1∙ см -1 или R, Ом ∙см

6. Подобным образом определить радиус действия цинкового протектора в растворе NaCl других концентраций. Последний опыт провести c во­допроводной водой. Результаты занести в таблицу.

7. По полученным данным построить график, выражающий зависимость радиуса действия протектора от электропроводности (или сопротивле­ния) раствора.

8. Сделать выводы по результатам эксперимента.

9. Составить уравнения коррозионных процессов.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАЧИ

1. Как и почему электропроводность коррозионной среды влияет на коррозию металлов?

2. Каков механизм протекторной защиты металлов от коррозии?

3. Какие металлы могут использоваться как протекторы для защиты никеля, олова, меди от коррозии?

4. Какие способы защиты металлов от коррозии вам известны?

Работа № 19. Анодное оксидирование алюминия

Цель работы – изучение методов защиты металлов от коррозии. Исследование процесса электрохимического наращивания оксидных слов на металлах и сплавах, изучение зависимости защитных свойств оксидной пленки на алюминии от продолжительности анодного оксидирования.

Оборудование и реактивы

1. Выпрямитель пе­ременного тока ВС-24.

2. Вольтметр.

3.Электролитическая ванна с раствором серной кислоты и свинцовыми катодами.

4. Четыре алюминиевых пластинки (аноды).

5. Раствор для обезжиривания пластинок.

6. Горелка для нагрева обезжиривающего раствора.

7. Капельница с подкисленным раствором бихромата калия K₂Cr₂O₇.

Последовательность выполнения работы

1. Подготовить алюминиевые пластинки к оксидированию, для чего, предварительно их пронумеровав, протравить поочередно в подогретом на го­релке до 50–60°С специальном щелочном растворе в течение 4–5 мин. каждый.

2. После травления про­мыть образцы холодной проточной водой и просушить фильтровальной бумагой.

3. Присоединить первую пластинку к положительному полюсу выпрямителя так, чтобы два свинцовых катода и алюминиевый анод были параллельны между собой и расстояния между ними были равны.

4. Погрузить элект­роды в ванну с электролитом – раствором H₂SO₄.

5. Провести анодное оксидирование, для чего поставить регулятор напряжения выпрямителя на нулевое деление и включить выпрямитель в сеть. Установить напряжение, равное 6 В, и поддерживать его до конца оксидирования. Продолжительность окси­дирования первого образца – 10 мин.

6. По окончании процесса образец алюминия извлечь из ванны, промыть сначала холодной, а затем теп­лой водой и осторожно просушить его фильтровальной бумагой.

7. Подобным же образом провести оксидирование оставшихся трех образцов, выдерживая их в ванне в течение 15, 20 и 30 мин. соответственно.

8. Проверить защит­ные свойства оксидной пленки всех оксидированных образцов. Для этого на оксидированную поверхность нанести из капельни­цы три капли подкисленного раствора бихромата калия, заметив по секундомеру время нанесения капель. При этом на поверхности оксидированного образца будет происходить окислительно-восстановительной реакция

2А1 + Cr₂O₇^2- + 14Н⁺ → 2Al³⁺ + 2Сг³⁺ + 7Н₂О,

в результате которой оранжевые бихромат-ионы Cr₂O₇^2-, достигая поверхности металлического алюминия, будут восстанавливаться им до ионов Сг⁺³ и раствор изменит свою окраску на зеленую, характерную для ионов Сг³⁺ .

Очевидно, что чем больше сплошность и толщина оксидной пленки на алюминии, тем больше промежуток времени от момента нанесения капли до появления зеленой окраски раствора.

9. Результаты наблюдений записать в таблицу.

Номер образца	τ1, продолжительность оксидирования, мин	τ2, время от момента нанесения капли до изменения окраски, сек
1	10
2	15
3	20
4	30

10. По экспериментальным данным построить график зависимости защитных свойств оксидной пленки (τ₂) от продолжительности окси­дирования (τ₁).