Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Лабы_1 / lab10

.pdf
Скачиваний:
10
Добавлен:
10.02.2015
Размер:
337.49 Кб
Скачать

Студент:

Группа:

Дата сдачи работы:

Лабораторная работа № 10

!

КОРРОЗИЯ И ЗАЩИТА МЕТАЛЛОВ

Цель работы:

!

!

!

Основные понятия : коррозия: химическая, электрохимическая; коррозионный гальванический микроэлемент; анодные и катодные процессы; коррозия с водородной деполяризацией и кислородной деполяризацией; легирование; анодные и катодные защитные покрытия; катодная и протекторная защита металлов от коррозии;

электрохимический потенциал; ЭДС гальванического элемента Основные уравнения:

Уравнение Нернста для металлического электрода при 298 К:

ϕ

 

ϕ 0 Z

 

 

0,059

lg aM Z +

Z

 

 

 

P

M

+ /M = P M

+ /M

+ P Z

Уравнение Нернста для водородного электрода при 298 К:

PϕH+ /H2 = – 0,059 рН Уравнение Нернста для кислородного электрода при 298 К:

PϕO2 / H2O,OH = 1,228 – 0,059 рН ЭДС гальванического элемента: Е = ϕ к ϕ а

Качественные методы определения коррозионной стойкости металлов:

Железа: по интенсивности синего окрашивания водного раствора в присутствии красной кровяной соли K 3[Fe(CN)6] – индикатора ионов Fe 2+ или в присутствии желтой кровяной соли K4[Fe(CN)6] – индикатора ионов Fe3+:

Fe2+ + K3[Fe(CN)6] = KFe[Fe(CN)6] + 2K+

Желтый раствор Синий раствор (или осадок)

Fe3+ + K4[Fe(CN)6] = KFe[Fe(CN)6] + 3K+

Желтый раствор Синий раствор (или осадок)

Свинца: по интенсивности осадка желтого цвета в присутствии йодида калия: Pb2+ + 2KI = PbI2+ 2K+

Желтый осадок

Опыт 1. Коррозия железа в различных электролитах

Таблица 1. Результаты эксперимента

!

!

Окраска

!

Коррозионная

Индикатор

раствора

Уравнения

среда

коррозии

с железной

коррозионных процессов

 

железа

пластиной

 

Н2О

!

 

 

дистиллированна

K3[Fe(CN)6]

 

 

я

!

 

 

Водный раствор

 

 

NaCl

K3[Fe(CN)6]

 

 

Водный раствор

!

 

 

MgCl2

K3[Fe(CN)6]

 

 

Водный раствор

!

 

 

NaOH

K3[Fe(CN)6]

 

 

Водный раствор

!

 

 

Cl2

K4[Fe(CN)6]

 

 

 

 

 

 

Выводы: (объясняют происходящие процессы; сравнивают интенсивность коррозии железа в данных средах! )

!

!

!

!

Опыт 2. Коррозия стали в результате неравномерной аэрации

Состав ферроксил-индикатора: NaCl, K3[Fe(CN)6], фенолфталеин, агар-агар

!

!

!

!

!

!

Рис.1. Коррозия стали под каплей ферроксил-индикатора (с указанием окраски индикатора)

Уравнения коррозионных процессов:

!

!

!

!

Выводы: (указывают действие составных частей ферроксил-индикатора; определяют тип коррозионного процесса! )

!

!

!

!

!

!

!

!

Опыт 3. Коррозия при контакте двух различных металлов

ϕ 0 2

+ /Zn =

ϕ 0 2

+ /Cu =

)

Металлы: цинк Zn (P Zn

), медь Cu (P Cu

Коррозионная среда: водный раствор серной кислоты H2SO4

!

!

!

!

!

!

!

!

!

!

Рис.2. Выделение пузырьков водорода: а) без контакта металлов и б) при контакте металлов

Уравнения коррозионных процессов:

а)

б)

!

!

!

!

!

Расчет ЭДС коррозионного гальванического элемента:

!

!

!

!

!

!

Выводы: (объясняют происходящие процессы; определяют тип коррозионного процесса)

!

!

!

!

!

!

!

Опыт 4. Коррозия легированной стали в кислотном растворе

Коррозионная среда: водный раствор серной кислоты H2SO4

Индикатор коррозии железа: K3[Fe(CN)6]

Таблица 2. Результаты эксперимента

!

Окраска

Скорость

!

Металлическа

водного

выделения

Уравнения коррозионных процессов

я пластина

раствора

пузырьков

 

!

с пластиной

газа

 

 

 

 

железная

 

 

 

 

 

 

 

из

 

 

 

нержавеющей

 

 

 

стали

 

 

 

 

 

 

 

!

Выводы: (сравнивают интенсивность синей окраски водного раствора в присутствии индикатора и скорость выделения пузырьков газа; указывают, какой газ выделяется; объясняют причину различного поведения! исследованных металлических пластин; определяют тип коррозионного процесса)

!

!

!

!

!

!

!

!

!

Опыт 5. Катодные и анодные защитные металлические покрытия

Коррозионная среда: водный раствор серной кислоты H2SO4

Индикатор коррозии железа: K3[Fe(CN)6]

 

 

 

ϕ 0 2

+ /Fe =

 

ϕ 0 2

+ /Zn =

ϕ 0 2

+ /Sn =

Стандартные потенциалы: P Fe

;P Zn

; P Sn

 

!

 

Таблица 3. Результаты эксперимента

!

 

 

 

Окраска

 

Скорость

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Металлическа

 

водного

 

выделения

 

Уравнения коррозионных процессов

 

я пластина

 

раствора

 

пузырьков

 

 

 

 

 

 

 

 

с пластиной

газа

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

из

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

оцинкованного

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

железа

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

из

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

луженого

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

железа

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

!

Выводы: (сравнивают интенсивность синей окраски водного раствора в присутствии индикатора и скорость выделения пузырьков газа; указывают, какой газ выделяется; объясняют причину различного поведения исследованных металлических пластин; определяют тип коррозионного процесса; указывают, какое покрытие относится к покрытиям анодного типа, какое – к катодного; объясняют принцип защитного действия! в каждом случае; указывают, как нарушение покрытия влияет на процесс коррозии железа )

!

!

!

!

!

!

!

!

!

!

!

!

!

!

!

!

!

!

!

!

!

Опыт 6. Катодная защита железа

Коррозионная среда: водный раствор NaCl

Индикатор коррозии железа: K3[Fe(CN)6]

Таблица 4. Результаты эксперимента

!

Окраска

Выделение

!

Металлическая

водного

пузырьков

Уравнения

пластина

раствора

газа на

электрохимических процессов

 

с пластиной

электродах

 

!

 

!

 

!

 

!

 

Железная

 

 

 

 

 

 

Железный стержень,

 

 

 

соединенный с

 

 

 

отрицательным

 

 

 

полюсом внешнего

 

 

 

источника тока

 

 

 

 

 

 

 

Железный стержень,

 

 

 

соединенный с

 

 

 

положительным

 

 

 

полюсом внешнего

 

 

 

источника тока

 

 

 

(перемена полярности)

 

 

 

 

 

 

 

Выводы: (сравнивают интенсивность синей окраски водного раствора в присутствии индикатора; указывают, какие газы выделяются на электродах при соединении железа с отрицательным и положительным полюсами внешнего источника тока; объясняют причину различного поведения исследованных металлических пластин; определяют тип коррозионного процесса; указывают, в каком случае осуществляется защита железа от коррозии; объясняют!принцип действия катодной защиты металлов)

!

!

!

!

!

!

!

!

!

!

!

!

!

!

!

!

Опыт 7. Протекторная защита

а) Протекторная защита стали Коррозионная среда: водный раствор серной кислоты H2SO4

Индикатор коррозии железа: K3[Fe(CN)6]

 

 

 

ϕ 0 2

 

 

 

ϕ 0 2

 

 

Стандартные потенциалы: P Fe

+ /Fe =

!;P Zn

+ /Zn =

 

 

 

Таблица 5. Результаты эксперимента

 

!

 

Окраска

 

Скорость

 

 

!

 

 

 

 

 

 

 

 

Металлическа

 

водного

 

выделения

 

Уравнения коррозионных процессов

 

 

я пластина

 

раствора

 

пузырьков

 

 

 

 

 

!

 

с пластиной

газа

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Стальная

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Стальная,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

соединенная с

 

 

 

 

 

 

 

 

 

цинковой

 

 

 

 

 

 

 

 

 

пластиной

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выводы: (сравнивают интенсивность синей окраски водного раствора в присутствии индикатора; указывают, какой газ выделяется; объясняют причину различного поведения исследованных металлических пластин; определяют тип коррозионного процесса; указывают, в каком случае осуществляется защита железа от коррозии; объясняют принцип действия протекторной! защиты железа)

!

!

!

!

!

!

!

!

!

!

!

!

!

!

!

 

 

 

 

!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

!

 

 

 

 

 

 

 

 

 

!

 

 

 

 

 

 

б) Протекторная защита свинца

Коррозионная среда: водный раствор уксусной кислоты СН3СООН

Индикатор коррозии свинца: KI

 

 

 

 

 

 

 

ϕ 0 2

+ /Pb =

ϕ 0 2

+ /Zn =

Стандартные потенциалы: P Pb

;P Zn

 

 

 

Таблица 6. Результаты эксперимента

 

!

 

Относительно

 

Скорость

 

!

 

 

 

 

 

 

 

Металлическа

 

е количество

 

выделения

 

Уравнения коррозионных процессов

 

 

я пластина

 

осадка в

 

 

пузырьков

 

 

 

 

!

 

растворе

 

 

газа

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Свинцовая

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Свинцовая,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

соединенная с

 

 

 

 

 

 

 

 

 

цинковой

 

 

 

 

 

 

 

 

 

пластиной

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выводы: (сравнивают относительное количество осадка в растворе в присутствии индикатора; указывают, какой газ выделяется; объясняют причину различного поведения исследованных металлических пластин; определяют тип коррозионного процесса; указывают, в каком случае осуществляется защита свинца от коррозии; объясняют принцип действия протекторной !защиты свинца)

Создатель документа Овчаренко Л.П.

Соседние файлы в папке Лабы_1