Завдання для самоконтролю до теми " Корозія металів. Методи захисту від корозії"

1. Що називається корозією? Наведіть приклади руйнування металевих виробів внаслідок корозії.

2. Що таке інгібітор? Чим інгібітор відрізняється від каталізатора?

3. Чим визначається вибір захисту металу від корозії?

4. Які основні способи захисту металів від корозії ви знаєте? Наведіть приклади із власних спостережень.

5. Як впливає на корозію заліза його контакт з іншими металами? Який метал буде руйнуватися першим на ушкодженій поверхні лудженого, оцинкованого й нікельованого заліза?

6-15. Складіть схеми корозійних гальванічних елементів, що виникають внаслідок конструкційного контакту зазначених в умові металів у розчині з наведеним значенням рН: а) за наявності кисню, б) у відсутності кисню.

№	Метали	рН	№	Метали	рН	№	Метали	рН
6	Mn; Cd	3	10	Mg; Co	5	14	Pb; Cd	7
7	Zn; Cd	4	11	Fe; Cd	8	15	Ag; Co	9
8	Mn; Ni	2	12	Mn; Co	10
9	Mn; Cd	9	13	Fe; Ni	3

16-30. Назвіть метал, який можна використати: а) як анодне; б) як катодне покриття для захисту від корозії залізного виробу. Складіть схеми корозійних гальванічних елементів, які виникають під час атмосферної корозії внаслідок ушкодження кожного покриття та напишіть рівняння електродних процесів.

№	Метали	№	Метали	№	Метали	№	Метали
16	Mn; Cd	20	Mg; Pb	24	Nb; Pd	28	Al; Sn
17	Zn; Au	21	Ti (II); Bi	25	Cо; Pb	29	Al; Co
18	Mn; Ni	22	Be; Ni	26	Zn; Hg	30	Pb; Mo
19	Mo; Cо	23	V; Cu	27	Nb; Pt

Модуль 5. Конструкційні матеріали

Мета модуля – сформувати розуміння про конструкційні матеріали в контексті: будова → властивості → способи одержання → використання речовин і сполук → матеріали й технології.

За модулем студенти повинні вміти:

•  Характеризувати металічні елементи за їх місцем у періодичній системі та будовою атома.

• Усвідомлювати особливості будови елементів та закономірності зміни кислотно-основних і редокс-властивостей металів та їх сполук.

•  Описувати поширення та загальні методи добування металів, галузі використання.

• Характеризувати хімічну активність металів, взаємодію металів з елементарними окисниками.

– На основі термохімічних розрахунків визначати речовину, якою можна найбільш ефективно і повно відновити метал із його оксидів.

– Розв’язувати задачі за основними законами хімії.

Література: [1] c.208-229, [2] c. 365-419, 594-624, [3] c. 285-332, 363-373, 482-498, [4] c. 212-324, [5] c. 488-501, 510-526.

Лабораторна робота № 7

Досліди до теми: Легкі конструкційні метали (алюміній, магній, титан)

Мета роботи: дослідження властивостей сполук магнію, алюмінію і титану.

Дослід 1. Основні властивості магній оксиду і магній гідроксиду

Помістіть в пробірку декілька кристалів магній оксиду та налийте води. Спостерігайте зміни, що відбуваються в пробірці. Переконайтеся в лужності середовища, кілька разів сильно струснувши пробірку і додавши фенолфталеїну. Напишіть відповідне рівняння реакції.

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

Дослід 2. Дія лугів і кислот на алюміній

Дослід проводиться під тягою! Помістіть в три пробірки невелику кількість алюмінієвих стружок і додайте в першу 2-3 мл розчину з масовою часткою натрій гідроксиду 30 %, у другу – 2-3 мл розведеного розчину хлоридної кислоти, у третю – 2-3 мл концентрованого розчину нітратної кислоти. Пробірки з розчинами лугу і нітратної кислоти нагрійте. Поясніть механізм реакції алюмінію з лугами та різне відношення до хлоридної і нітратної кислот. Напишіть відповідні рівняння реакцій.

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

Дослід 3. Амфотерність алюміній гідроксиду

Отримайте алюміній гідроксид і переконайтеся в його амфотерності. Для цього розділіть алюміній гідроксид на дві пробірки і в одну налийте кислоту, а в іншу – луг. Опишіть свої спостереження і складіть рівняння реакцій з огляду на те, що алюміній гідроксид з лугом утворює натрій чи калій алюмінат.

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

Дослід 4. Адсорбція фарб алюміній гідроксидом

Отримайте осад алюміній гідроксиду і відфільтруйте. Промийте осад на фільтрі водою. Додайте до осаду на фільтрі слабко забарвлений розчин метилового фіолетового. Спостерігаючи візуально появу безбарвного розчину фільтрату при адсорбції фарби алюміній гідроксидом на фільтрі, зробіть висновок.

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

Дослід 5. Властивості титану та його сполук

а) В пробірку помістіть 0,1 г порошку титану, додайте кілька крапель розчину з молярною концентрацією еквівалентів сульфатної кислоти 2 моль/л і нагрійте. Опишіть явища, які спостерігаєте.

б) До розчину, який одержали в досліді 5а, додайте кілька крапель натрій гідроксиду. Який випадає осад?

в) Отримайте осад титан (ІV) гідроксиду дією на сіль Ті (ІV) лугом. Перевірте розчинність одержаного осаду у кислоті та надлишку лугу.

Напишіть відповідні рівняння реакцій.

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

Досліди до теми: Конструкційні метали – залізо, кобальт, нікель

Дослід 1. Дія кислот на залізо

Помістіть в три пробірки по декілька крупинок заліза і додайте в першу – розведену хлоридну кислоту, в другу – розведену нітратну кислоту, в третю – розведену ортофосфатну кислоту. Всі досліди проводьте при нагріванні. В якій із пробірок швидше протікає реакція? Складіть рівняння реакцій.

Добре зачищену наждаком стальну пластинку з м’якої сталі опустіть у концентровану нітратну кислоту (під тягою!). Спочатку відбувається бурхлива реакція, потім швидко припиняється. Чому? Поясніть дію нітратної кислоти на залізо. Складіть рівняння реакції.

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

Дослід 2. Окиснення сполук феруму (ІІ)

Помістіть у пробірку 1-2 краплі розчину калію перманганату, підкисліть його сульфатною кислотою і поступово додайте по краплям свіжо приготований розчин ферум (ІІ) сульфату. Чому розчин знебарвлюється? Поясніть. Складіть рівняння реакції окиснення ферум (ІІ) сульфату у ферум (ІІІ) сульфат.

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

Дослід 3. Добування гідроксидів феруму (ІІ), феруму (ІІI), кобальту (ІІ), ніколу (ІІ)

Помістіть у три пробірки по 1 краплі  розчинів солей феруму (ІІ), кобальту (ІІ), ніколу (ІІ) і додайте по краплям розчин натрій гідроксиду. В пробірці із сіллю кобальту спочатку випадає синій осад основної солі кобальту. Додайте ще невелику кількість лугу і нагрійте пробірку. Відзначте зміну забарвлення внаслідок утворення рожевого Со(ОН)₂. У випадку одержання ферум (ІІ) гідроксиду зазначте первинне забарвлення розчину Fe(ОН)₂ і його послідовне окиснення на повітрі до Fe(ОН)₃. Складіть рівняння реакцій.

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

Дослід 4. Окисні властивості йонів Fe³⁺

Додайте до одержаного розчину Fe(ОН)₃ по краплям розчин калій йодиду. Переконайтеся в утворенні вільного йоду. Складіть рівняння реакції.

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

Дослід 5. Комплексні сполуки Феруму

а) Добування ферум (Ш) роданіду. До 2-3 крапель розчину солі феруму (ІІІ) додайте 1 краплю розчину калій роданіду KCNS або амоній роданіду NH₄CNS. Складіть рівняння реакції. Дослідіть відношення ферум (ІІІ) роданіду до лугів і зробіть висновки.

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

б) Добування берлінської лазурі. До 2-3 крапель розчину солі феруму (ІІІ) додайте 1 краплю кислоти, декілька крапель води і краплю розчину калій гексаціаноферату (ІІ) K₄[Fe(CN)₆] (жовтої кров’яної солі). Спостерігайте утворення осаду берлінської лазурі. Складіть рівняння реакції. Ця реакція є якісною на йони Fe³⁺.

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

Дослід 6. Виявлення йону Со²⁺

До 2-3 мл концентрованого розчину солі кобальту (ІІ) додайте 2-3 мл концентрованого розчину калій роданіду KCNS. Опишіть спостереження. Напишіть рівняння реакції одержання комплексної солі К₂[Co(CNS)₄].

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

Дослід 7. Виявлення йону Ni²⁺ (реакція Чугаєва)

До 2-3 крапель розчину солі Ni (ІІ) додайте 3-5 крапель розчину амоніаку та 2-3 краплі спиртового розчину з масовою часткою диметилгліоксиму 1 % (реактив Чугаєва). Опишіть спостереження.

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

Досліди до теми: Конструкційні метали – мідь, хром

Дослід 1. Дія кислот на мідь

а) Помістіть в пробірки стружки міді і подійте на них концентрованою та розведеною хлоридною та сульфатною кислотами. Що відбувається? Поясніть. Складіть рівняння реакцій.

б) Помістіть в пробірки стружки міді і подійте на них концентрованою та розведеною нітратною кислотою. Що відбувається? Складіть рівняння реакцій.

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

Дослід 2. Добування купрум (ІІ) гідроксиду і дослідження його властивостей

а) Помістіть в пробірку по 1 краплі розчину купрум (ІІ) сульфату і розчину з концентрацією лугу 1 моль/л. Обережно нагрійте пробірку з одержаним осадом. Як змінюється колір осаду? Складіть рівняння реакцій утворення купрум (ІІ) гідроксиду та його розкладу.

б) До осаду купрум (ІІ) гідроксиду додайте в першу пробірку 1 краплю розчину з концентрацією лугу 1 моль/л, а в другу розчин з молярною концентрацією сульфатної кислоти 2 моль/л. Запишіть спостереження та зробіть висновок про властивості купрум (ІІ) гідроксиду. Складіть рівняння реакцій.

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

Дослід 3. Добування хром (ІІІ) гідроксиду і дослідження його властивостей

а) У пробірку з розчином хромових квасців додайте по краплям розчин лугу до утворення сіро-зеленого осаду хром (ІІІ) гідроксиду. Складіть рівняння реакції.

б) Невелику кількість хром (ІІІ) гідроксиду перемішайте з водою. Одержану суспензію поділіть на 2 пробірки. До першої додайте надлишок розчину калій гідроксиду, а в другу – надлишок розчину хлоридної кислоти. Напишіть спостереження та складіть рівняння реакцій.

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

Дослід 4. Утворення аміакатів Купруму

Помістіть в пробірку 2-3 краплі розчину купрум (ІІ) сульфату і додайте до нього розчин натрій гідроксиду. Складіть рівняння реакції та зазначте забарвлення осаду. По краплям додавайте у пробірку концентрований розчин амоніаку. Спостерігайте за розчиненням осаду і зміною забарвлення розчину внаслідок утворення йонів [Cu(NH₃)₄]²⁺. Складіть рівняння реакцій.

______________________________________________________________________

______________________________________________________________________

Дослід 5. Окисні властивості йону Cu²⁺

Помістіть в пробірку 2-3 краплі розчину купрум (ІІ) сульфату і додайте по краплям розчин калій йодиду. Спостерігайте зміну забарвлення розчину та утворення осаду. Утворений йод відновіть, додавши у пробірку декілька крапель натрій тіосульфату Na₂S₂O₃. На дні пробірки залишиться білий осад Cu₂I₂. Складіть рівняння реакцій. ______________________________________________

______________________________________________________________________