V Рис.4. Схема гальванічного елемента:

3 1–досліджуваний зразок; 2–електрод . 2 порівняння; 3  вольтметр

1

Досліджуваними металами є сталь 3 (⁰ = 0,44 В), нержавіюча сталь (⁰ = = 0,25 В), алюміній (⁰ = 1,68 В), мідь (⁰ = +0,34 В), латунь (⁰ = 0,44 В). Зразок металу зачистити наждачним папером, протерти фільтрувальним папером і, закріпивши клемою, помістити в склянку з імітатом морської води (3,5%-й розчин NaCl). Потім в склянку помістити хлорсрібний електрод порівняння (⁰_х.-с = = +0,203 В). Стаціонарний потенціал встановлюється через 13 хвилини. В електрохімічне коло підключити вольтметр і заміряти падіння напруги U складеного гальванічного елемента.

Визначити електродні потенціали металів, виходячи з формули U = _к – _а .

Розмістити хімічні символи металів та значення їх стандартних і стаціонарних потенціалів в таблиці в порядку зростання їх величин. Зазначити також значення стандартного водневого електрода і хлорсрібного електрода порівняння.

Дослід 5. Контактна корозія металів.

Розмістити досліджувані в досліді 4 конструкційні матеріали в електрохімічні пари за величиною електродних потенціалів. Занурити пари металів в імітат морської води, закріпити їх клемою і заміряти вольтметром потенціал (падіння напруги) контактної пари. Одержані дані порівняти з потенціалами окремих металів, приведених до контакту. Зробити висновок, до якого з металів, більш чи менш активного, наближається потенціал контактної пари. Скласти схеми утворених гальванічних корозійних елементів, записати електродні реакції.

Зробити загальний висновок по роботі.

Лабораторна робота № 5 захист металів від корозії

Мета роботи: ознайомлення з основними методами і принципами захисту від корозії конструкційних матеріалів, які використовуються в суднобудуванні.

Дослід 1. Анодні і катодні покриття

На поверхні зразків лудженого і оцинкованого заліза в окремих місцях (з однієї сторони) гострим предметом зробити глибокі риски. На місцях рисок нанесіть дві краплі 3,5%-го розчину хлориду натрію, а потім в центр утвореної краплі на кожний із зразків нанести краплю розчину червоної кров'яної солі.

Пояснити зміну забарвлення розчину в центрі краплі внаслідок виникнення корозії. На якому із зразків вона з'явилася? Записати схему корозійного елемента та процеси на катоді і аноді. Зробити висновок про те, яке покриття є катодним, а яке анодним, і яке з них захищає основний метал при порушенні покриття. Зразки промити водопровідною водою і протерти фільтрувальним папером.

Дослід 2. Використання інгібіторів

Три пробірки встановити в штатив. В одну покласти цинкову пластину, в другу  залізну, в третю  алюмінієву. Налити в кожну пробірку до третини об'єму хлоридної кислоти і, якщо в якійсь із пробірок реакція проходить повільно, нагріти пробірку. Коли виділення водню і усіх пробірках стане інтенсивне, насипати в кожну з пробірок приблизно рівну кількість уротропіну. Записати спостереження і зробити висновок про те, в яких випадках уротропін є ефективним інгібітором.

Дослід 3. Електрохімічний захист

Зразок заліза занурити в стакан з 3,5%-м розчином NaCl і кількома краплями розчину K₃Fe(CN)₆.

Зібрати прилад для електролізу. Для цього в другий стакан теж налити 3,5%-ний розчин NaCl і додати до нього декілька крапель розчину K₃Fe(CN)₆. В розчин занурити вугільний анод і залізний катод. Пропустити струм від мережі постійного струму на протязі декількох хвилин.

Записати свої спостереження для обох випадків. Зробити висновок про те, де інтенсивніше відбувається корозія. Для чого у розчини додається K₃Fe(CN)₆?

Дослід 4. Пасивація металів (дослід проводити під тягою)

Добре зачистити наждаком два стальних цвяхи. Налити в пробірку до 1/3 об'єму концентрованої нітратної кислоти (обережно!) і занурити в неї цвях. Спочатку реакція проходить швидко, але потім припиняється. Це пояснюється тим, що на поверхні заліза утворюється плівка оксидів. Але механічні і захисні властивості плівки в даному випадку невеликі.

Витягнути щипцями цвях із пробірки, промити його водою, протерти папером і знову занурити в нітратну кислоту. Починається реакція знову чи ні? Після припинення реакції витягнути цвях, промити його водою і занурити в стакан з розведеною сульфатною кислотою. Для порівняння в ту ж склянку помістити непасивований цвях. На якому зразку утворюється водень?

Дослід 5. Оксидування сталі

Нанесення оксидних плівок на метали називається оксидуванням.

Кращі результати одержуються при оксидуванні в електролітах, але цей процес дуже довгий, тому пропонується ознайомитись з термічним оксидуванням, яке потребує менше часу. Зачистити наждаком дві стальні пластини. Одну з них нагріти в полум'ї пальника до появлення оксидних плівок, які мають різний колір. Цей ефект пов 'язаний з різною інтерференцією світла в плівках різної товщини. Нанести краплю розчину сульфату міді на оксидований і неоксидований зразки. По швидкості появлення темної плями на зразках оцініть захисні властивості нанесеної плівки.

Свої спостереження і загальні висновки по роботі записати в лабораторний протокол.