- •Бийский технологический институт (филиал)
- •Определение коррозионной стойкости металлов в щелочных, нейтральных и кислых средах
- •Содержание
- •1 Теоретическая часть
- •1.1 Термодинамика электрохимической коррозии
- •1.2 Причины электрохимической коррозии
- •1.3 Факторы, влияющие на скорость электрохимической
- •2 Коррозия некоторых металлов и сплавов в растворах
- •2.1 Коррозия железа
- •2.2 Коррозия нержавеющих сталей
- •2.3 Коррозия меди и её сплавов
- •2.4 Коррозия алюминия и его сплавов
- •2.5 Коррозия магния и его сплавов
- •2.6 Коррозия никеля и его сплавов
- •2.7 Коррозия титана и его сплавов
- •2.8 Коррозия цинка и кадмия
- •2.9 Коррозия свинца
- •2.10 Коррозия олова
- •3 Экспериментальная часть
- •3.1 Подготовка образцов к испытанию
- •3.2 Установление коррозионной стойкости металлов или сплавов в растворах гидроксида натрия и хлористого натрия
- •1 ─ Стеклянная колба для раствора; 2 ─ раствор для испытаний; 3 ─ крышка; 4 ─ стеклянная подвеска; 5 ─ образец
- •3.3 Установление коррозионной стойкости металлов
- •3.4 Обработка результатов экспериментов
- •3.5 Содержание отчета по работе
- •4 Техника безопасности и правила поведения в лаборатории при выполнении работы
- •5 Контрольные вопросы
- •6 Необходимые приборы и материалы
- •7 Задача
- •Варианты экспериментов вариант 1
- •Вариант 2
- •Вариант 3
- •Вариант 4
- •Приложение а
- •Литература
- •Определение коррозионной стойкости металлов в щелочных, нейтральных и кислых средах
3.4 Обработка результатов экспериментов
По результатам испытаний образцов в растворах гидроксида натрия, хлористого натрия и серной кислоты вычислить отрицательные массовые (г/см2 ч) и глубинные показатели коррозии исследуемых (сплавов) металлов (мм/год) (см. таблицы 1─3) по формулам
,
,
где m0 и m1 ─ масса образцов до испытания и после испытания, г;
S0 ─ начальная поверхность образца, см2;
─плотность металла (сплава), с которым проводилось испытание, г/см3;
─ время испытаний, ч.
Для испытания образцов в растворе серной кислоты, кроме указанных выше показателей коррозии металлов, рассчитать объемные показатели коррозии, см3/см2 ч,
,
где ─ объем выделившегося водорода, приведенный к нор-мальным физическим условиям (н.ф.у. Р0 = 760 мм рт. ст., Т0 = 273 К).
Для приведения экспериментальных объёмов водорода к нормальным условиям воспользоваться уравнением объединённого газового закона идеальных газов (водород считать идеальным газом)
,
где , , ─ давление (Па), объём (см3), температура (К) водорода при н.у.;
, , Т ─ давление (Па), объём (см3), температура (К) водорода в условиях опыта.
Давление водорода в условиях опыта можно рассчитать (в Па) исходя из следующего: давление в емкости для измерения объема газа уравновешивает атмосферное давление Рат и гидростатическое давление РГ столба воды в емкости с водой, которое возникает в результате выделения газа и складывается из давления водорода и давления насыщенных паров воды над водой в емкости для измерений (таблица 4). Следовательно,
,
или
,
где 9,81 ─ ускорение свободного падения тела, м/с2;
─плотность воды (таблица 5) при температуре в ёмкости для измерения объёма газа (принимается равной температуре в лаборатории), г / см3;
h ─ высота столба жидкости в ёмкости для воды при каждом отсчёте объёма выделившегося водорода ( расстояние от уровня воды в стакане с водой до уровня воды в емкости для газа (см. рисунок 2), измеряется линейкой с ценой деления 1 мм), мм.
Таблица 4 – Давление насыщенного водяного пара
Температура, °С |
Давление |
Температура, °С |
Давление | ||
кПа |
мм рт. ст. |
кПа |
мм рт. ст. | ||
13 |
1,49 |
11,22 |
22 |
2,64 |
19,8 |
14 |
1,58 |
11,90 |
23 |
2,81 |
21,1 |
15 |
1,68 |
12,60 |
24 |
2,99 |
22,4 |
16 |
1,81 |
13,60 |
25 |
3,17 |
23,8 |
17 |
1,93 |
14,50 |
26 |
3,36 |
25,2 |
18 |
2,07 |
15,50 |
27 |
3,56 |
26,7 |
19 |
2,20 |
16,50 |
28 |
3,75 |
28,1 |
20 |
2,33 |
17,50 |
29 |
3,97 |
29,8 |
21 |
2,49 |
18,70 |
30 |
4,21 |
31,6 |
Таблица 5 ─ Плотность воды
Темпера- тура, °С |
Плотность, г/см3 |
Температура, °С |
Плотность, г/см3 |
Темпера- ра, °С |
Плотность, г/см3 |
13 |
0,99945 |
19 |
0,99843 |
25 |
0,99707 |
14 |
0,99927 |
20 |
0,99823 |
26 |
0,99685 |
15 |
0,99913 |
21 |
0,99802 |
27 |
0,99660 |
16 |
0,99867 |
22 |
0,99780 |
28 |
0,99630 |
17 |
0,99880 |
23 |
0,99756 |
29 |
0,99600 |
18 |
0,99862 |
24 |
0,99732 |
30 |
0,99570 |
По найденным значениям объёмного показателя коррозии для отдельных измерений вычислить его среднее значение с указанием абсолютного разброса.
Построить график зависимости объёма выделившегося водорода, приведенного к нормальным условиям, от времени испытания металлов.
Используя ГОСТ-13819-89 (Приложение А), оценить коррозион-ную стойкость металлов в растворах хлорида натрия и серной кислоты в баллах.
Результаты всех расчетов и определений занести в таблицы 1─3.
По уравнениям химических реакций взаимодействия металлов (сплавов металлов) с раствором серной кислоты, по убыли массы образцов, вычислить теоретическое количество образующегося водорода (см3) и сравнить его с опытной величиной.