Контрольные вопросы

1. Как изменяются восстановительные свойства металлов в зависимости от величины стандартных электродных потенциалов?

2. Объясните устройство, принцип работы и назначение водородного электрода.

3. Что называется поляризацией гальванического элемента?

4. Какие гальванические элементы называют концентрационными? Объясните принцип работы концентрационного элемента.

5. Работа гальванического элемента основана на протекании следующей реакции: Zn+NiCl₂=ZnCl₂+Ni. Напишите схему гальванического элемента; приведите уравнения катодного и анодного процессов.

6. Схема гальванического элемента имеет следующий вид: Sn/SnCl₂//HCl/H₂(Ag). Напишите уравнения катодного и анодного процессов.

Лабораторная работа № 12 коррозия металлов и защита от неё

Ц е л ь р а б о т ы: ознакомиться с видами электрохимической коррозии и методами уменьшения скорости коррозии.

О б о р у д о в а н и е и м а т е р и а л ы: растворы 0,01 М и 1 М серной кислоты, 0,4 М уксусной кислоты, сульфата меди, железосинеродистого калия; штатив с пробирками, U-образные трубки, металлы: Zn, Sn, Cu,Fe, Al.

Методика выполнения

Опыт №1. Коррозия при контакте различных металлов

В стеклянную трубку, изогнутую под прямым углом, укреплённую в штативе, налить 0,01 М серной кислоты. С противоположных сторон введите цинковую и медную пластинки Рис. 12.1 или проволоки так, чтобы они не касались друг друга (рис. 12.1.). На каком месте наблюдается выделение пузырьков водорода?

Погрузить пластинки таким образом,

чтобы они контактировали друг с другом. Что наблюдается при соприкосновении пластинок? При нарушении контакта между ними?

Составить схему действий образующейся гальванопары. Как повлияет контакт с медью на коррозию цинка? Описать наблюдаемые явления и объяснить их.

Опыт №2. Образование микрогальванопар

В две пробирки налить по 2–3 см³ 1 М серной кислоты. Опустить в них по одинаковому кусочку гранулированного цинка. Наблюдать медленное выделение водорода. В одну из пробирок прилить 3–4 капли раствора CuSО₄.

Обратить внимание на изменение скорости выделения водорода в пробирке с CuSО₄ по сравнению с контрольной. Какие процессы протекают при этом? Описать наблюдаемые явления и объяснить результаты опыта.

Опыт №3. Электрохимическая коррозия железа и защита от неё

а). В пробирку налить 5 см³ воды, 2–3 капли K₃[Fe(CN)₆] и столько же раствора FeSО₄. Образуется синий осадок турнбулевой сини Fе₃[Fе(СN)₆]₂. Он свидетельствует о наличии в растворе катионов Fe ²⁺.

б). В две пробирки налить до половины объёма дистиллированную воду. Добавить по 3 капли 1 М серной кислоты, столько же раствора K₃[Fe(CN)₆] и перемешать стеклянной палочкой. Взять две тонкие железные проволоки и очистить их наждачной бумагой. Одной проволокой обмотать кусочек цинка, другой – кусочек олова. Каждый металл опускать в отдельную пробирку с кислотой.

Что наблюдается через несколько минут в одной из пробирок? Чем это объяснить? Почему в пробирке с парой Fe-Zn синее окрашивание не наступает или наступает значительно позднее? На основании этого опыта объяснить, почему оцинкованное железо более устойчиво против коррозии, чем луженое?

Описать наблюдаемые явления и ответить на поставленные вопросы. Дать схему перехода электронов при коррозии оцинкованного и луженого железа и указать, в каком случае при местном разрушении защитного покрова будет происходить ржавление железа под остающимся неизменным защитным слоем?

Опыт №4. Коррозия в результате различного доступа кислорода

Очистить стальную пластинку наждаком, промыть и вытереть фильтровальной бумагой и на чистую поверхность нанести каплю специального реактива, состоящего из 0,5 М раствора хлорида натрия, к которому добавлен железосинеродистый калий и фенолфталеин (2–3 капли фенолфталеина на 10 см³ раствора).

Из-за различного доступа кислорода к поверхности металла на ней образуется гальванопара особого вида: около краёв капли, куда кислороду проникнуть легче, возникают менее активные катодные участки; в центре, где толщина слоя воды больше и кислороду проникнуть труднее, анодный участок (рис. 12.2).

–

Наблюдать появление синего окрашивания в центре капли и розового по её окружности. Составить схему действия гальванопары разностей аэрации. Железосинеродистый калий K₃[Fe(CN)]₆ добавлен как реактив на ионы двухвалентного железа. Чем вызвано появление розовой окраски у краёв капли?

Рис.12.2

Опыт №5. Протекторная защита металлов

В U-образную трубку электролизера налить 0,4 М раствор уксусной кислоты и несколько капель раствора йодида калия. В одно колено опустить свинцовую пластинку, в другое – цинковую. Соединить их медным проводом. В пробирку с теми же растворами опустить свинцовую пластинку. В каком сосуде появится раньше жёлтый осадок йодида свинца? Составить схему действия гальванопары и объяснить полученные результаты.

Опыт №6. Ингибиторы коррозии

В три пробирки налить по 4–5 см ³ 1 М серной кислоты. В одну положить кусочек железа, во вторую – цинка, в третью – алюминия. Слегка нагреть, чтобы интенсивно выделялся водород. Затем в каждую пробирку внести немного порошка уротропина. Наблюдать изменение скорости выделения водорода. Сделать выводы.