Экспериментальная часть
Опыт 1. Изучение ингибирующего действия различных веществ на скорость коррозии металлов.
Получите у преподавателя пластины металлов, тщательно обработайте их поверхность, опустите в раствор для травления на 3-5 минут. Затем обезжирьте пластины, протерев их фильтровальной бумагой, смоченной ацетоном, промойте дистиллированной водой и взвесьте на аналитических весах с точностью до 0,1 мг.
Поместите пластины металлов в коррозионную среду без ингибитора и в среду, содержащую ингибитор и оставьте их до следующего занятия. Выньте пластины из растворов, осторожно удалите продукты коррозии, промойте сначала проточной, затем дистиллированной водой, высушите и снова взвесьте. Рассчитайте скорость коррозии (мкм/год):
где Δm ‑ изменение массы, г; ρ ‑ плотность образца, г/см3, для стали ρ = 7,9 г/см3; S - площадь образца, см2; t - время, сутки.
Если вы убедились, что в присутствии ингибитора скорость коррозии уменьшилась, рассчитайте степень защиты металла в присутствии данного ингибитора:
К„-К У=- -
-100,
Ко где К0 ‑ массовый показатель скорости коррозии в среде без ингибитора, г/м3·час, К - массовый показатель скорости коррозии в среде с ингибитором.
Сделайте вывод о влиянии используемого Вами ингибитора на скорость коррозии металла. Объясните, каков по Вашему мнению, механизм ингибирующего действия.
Опыт 2. Анодные и катодные защитные покрытия.
В две пробирки налить 2-3 капли дистиллированной воды, 2-3 капли 2 н раствора серной кислоты и 1-2 капли К3[Fе(СN)6] (реактива на ионы железа Fе2+). Железо двухвалентное можно обнаружить по синему окрашиванию за счет реакции:
ЗFе2+ + 2К2[Fе(СN)6] → Fе3[Fе(СN)6]2 + 6К+ ‑ турнбулева синь. Опустите в одну пробирку оцинкованное железо, в другую луженое (покрытое оловом). Наблюдайте появление синего окрашивания в одной из пробирок. За счет какой реакции появилось синее окрашивание? Запишите уравнения реакций, протекающих при коррозии луженого и оцинкованного железа в кислой среде. Какое покрытие является катодным, какое ‑ анодным?
Опыт 3. Протекторная защита. Радиус действия магниевого протектора.
Стальной стержень и магниевый протектор тщательно зачистите наждачной бумагой, промойте в проточной воде и протрите фильтровальной бумагой. Соедините протектор со стержнем, аккуратно опустите в стеклянный цилиндр протектором вниз и полностью залейте раствором № 1 (0,01%-ный раствор NаСl, содержащий несколько капель концентрированного раствора К3[Fе(СN)6]). Через 7-10 мин после начала опыта измерьте расстояние от места прикрепления протектора до ближайшего синего пятна на стальном стержне. Это и будет радиус действия магниевого протектора в данном растворе. Извлеките пинцетом стержень с протектором, промойте водопроводной водой и протрите фильтровальной бумагой. Раствор № 1 перелейте в склянку, ополосните цилиндр водопроводной водой. Продолжите опыт с раствором № 2 (0,05% NаСl и добавка К3[Fе(СN)6]), с раствором № 3 (0,1% NаС1 с добавкой К3[Fе(СN)6]), водопроводной водой с добавкой К4[Fе(СN)6]. На основании полученных данных постройте график с координатами: радиус действия протектора (мм) ‑ концентрация соли в растворе (%). Чем вызвано увеличение радиуса действия протектора с повышением концентрации хлорида натрия в растворе? Напишите уравнение коррозии магниевого протектора в растворе электролита.
Опыт 4. Катодная защита.
Опыт проводится на установке. В батарейный стакан налейте до половины 3%-ный раствор хлорида натрия, содержащий несколько капель концентрированного раствора К3[Fе(СN)6]. Железный образец тщательно зачистите наждачной бумагой, промойте водопроводной водой, погрузите в раствор. Через 3-5 минут извлеките образец из раствора. Чем объясняется появление синих пятен?
Образец вновь тщательно зачистите наждачной бумагой, промойте водопроводной водой и закрепите в изолирующей крышке, не погружая в раствор. Соберите схему включения, не подключая ее к источнику тока. Железный образец соедините с отрицательным полюсом источника тока, угольный электрод через реостат и амперметр - с положительным. Присоедините схему к источнику тока. Вставьте электроды в стакан и одновременно переведите выключатель в положение "вкл". С помощью реостата установите в цепи силу тока ~ 500 mА. Наблюдайте выделение пузырьков газа на электродах. Через 5-7 мин после начала опыта выключите ток и быстро извлеките образец из раствора. Подвергается ли он коррозии в этом случае? Чем объясняется защитное действие тока?
Промойте образец водопроводной водой и протрите фильтровальной бумагой. Содержимое стакана перелейте в склянку. Ополосните стакан дистиллированной водой. Разберите схему. Укажите материал катода, анода и запишите протекающие на них реакции при катодной защите.