Коррозия металлов и методы борьбы с ней

Коррозия металлов и меры борьбы с ней.

Тип урока: теоретическое.

Дидактическая цель: Закрепить и углубить знания полученные в школе на уроках химии и физики.

Цели урока:

1. сформировать представления о коррозии, как окислительно - восстановительном процессе, о способах защиты металлов о коррозии.

2. Воспитывать трудолюбие, нравственность, интерес к предмету.

3. Развивать мышление учащихся, их самостоятельность и активность в овладении знаниями.

4. Обеспечить реализацию политехнизма, формировать практические умения и навыки.

Оборудование: 4 стаканчика, 4 гвоздя, медная проволока, цинковая пластинка, соляная кислота. ММП.

План урока:

1. Опрос домашнего задания - 15 мин.

2. Изучение нового материала - 63 мин.

3. Закрепление нового материала - 10.

4. Домашнее задание - 2 мин

Ход урока.

1. Опрос домашнего задания.

1. Написать химические свойства металлов, написать уравнения химических реакций.

2.Что показывает ряд напряжения металлов?

3. Выполнить упражнения :

- В два сосуда с голубым раствором медного купороса поместили в первый цинковую пластинку, а во второй серебряную. В каком сосуде цвет раствора постепенно пропадает? Почему? Составьте электронные и молекулярные уравнения соответствующей реакции.

-Увеличится, уменьшится или останется без изменения масса цинковой пластинки при взаимодействии ее с растворами: а)CuSO₄; б) MgSO₄; в) Pb(NO₃)2? Почему? Составьте электронные и молекулярные уравнения соответствующих реакций.

При какой концентрации ионов Zn²⁺ (в моль/л) потенциал цинкового электрода будет на 0,015 В меньше его стандартного электродного потенциала?

4. Почему нельзя получать меди при взаимодействии натрия с раствором хлорида меди. Составьте уравнения реакций.

5. Решение упражнений. Осуществить превращение

а) Zn ↔ ZnO b) Cu → CuO → CuCl ₂

↓ ↓

ZnCl₂

c) Cu → Cu(OH) ₂ → CuCl ₂

↓ ↑

CuO

2. Объяснение нового материала.

Демонстрация опыта: в 4 стаканчика наливают воду, в 3 стаканчика добавляют по 2 капли соляной кислоты, в первые два стакана кладут стальной гвоздь, в третий - стальной гвоздь соединенный с цинковой пластинкой, в 4 - стальной гвоздь, соединенный медной проволокой.

Рассмотрим, что произошло со стальным гвоздем в воде. Он поржавел большей частью у поверхности воды. Почему? В коррозии одновременно участвуют кислород и вода: 2Fe + 2 H₂O + O₂ → 2 Fe (OH)₂ Получившийся гидроксид железа окисляется дальше

4 Fe (OH)₂ + 2 H₂O + O₂ → 2 Fe (OH)₄ ( ржавого цвета). С помощью красной и желтой кровяной солей можно обнаружить ионы железа +2 и +3 соответственно по синей окраске. Возьмем воду на пробу из стакана, где проходила коррозия. Реакция не идет, значит ионов железа нет. В случае коррозии под действием кислорода и воды образуется нерастворимые соединения железа.

В стакане, где была вода подкислена, ржавчины не образовалось. Проведем пробу на ионы железа. Ионы присутствуют. В кислой среде идет реакция

Fe + 2 HCl → Fe Cl₂ + Н_2,

где ионы железа +2 окисляются кислородом воздуха

4 Fe Cl₂ + 4 HCl + O₂ → 4Fe Cl₃ + 2_,H₂O

Приведем пробу на ионы железа в случае, когда гвоздь контактировал с цинковой пластинкой. Ионов железа мало, об этом можно судить по светло -синей окраске. Цинк более активный, чем железо, металл, он отдает свои электроны железу и окисляется

Zn^о - 2е → Zn⁺² При этом цинк переходит в раствор, в паре Zn - Fe он является анодом. На поверхности железа скапливаются электроны, и идет процесс восстановления водорода 2Н⁺ + 2е → Н₂

Железо выступает анодом и сохраняется от разрушения.

В паре - Fe - Cu железо выступает анодом и разрушается

Fe ^о - 2е → Fe ⁺²

Поэтому проба на ионы железа показывает высокую концентрацию.

Разберем упражнение:

Как происходит коррозия цинка, находящегося в контакте с кадмием в нейтральном и кислом растворах. Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов. Каков состав продуктов коррозии?

Решение. Цинк имеет более отрицательный потенциал (-0,763 В), чем кадмий (-0,403 В), поэтому он является анодом, а кадмий катодом.

Анодный процесс: Zn ⁰ - 2e^- = Zn²⁺

катодный процесс:

в кислой среде 2H⁺₂ + 2H₂O = H₂

в нейтральной среде 0,5O₂ + H₂O + 2e^- = 2OH^-

Так как ионы Zn²⁺ с гидроксильной группой образуют нераст­воримый гидроксид, то продуктом коррозии будет Zn (OH)₂.

Коррозия - самопроизвольное разрушение ( окисление) металлов под действием факторов окружающей среды.

3. Закрепление - выполнение упражнений

1. Как происходит атмосферная коррозия луженого и оцинкованного железа при нарушении покрытия? Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов. Медь не вытесняет водород из разбавленных кислот. Почему? Однако, если к медной пластинке, опущенной в кислоту, прикоснуться цинковой, то на меди начинается бурное выделение водорода. Дайте этому объяснение, составив электронные уравнения анодного и катодного процессов. Напишите уравнение протекающей химической реакции.

2. Как происходит атмосферная коррозия луженого железа и луженой меди при нарушении покрытия? Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов.

3.Если пластинку из чистого цинка опустить в разбав­ленную кислоту, то начавшееся выделение водорода вскоре почти прекращается. Однако при прикосновении к цинку медной палочкой на последней начинается бурное выделение водорода. Дайте этому объяснение, составив электронные уравнения анодного и катодного процессов. Напишите уравнения протекающей химической реакции.

4.В чем сущность протекторной защиты металлов от коррозии? Приведите пример протекторной защиты железа в электролите, содержащем растворенный кислород. Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов.

4. Домашнее задание - Шиманович В.В. упр 115 - 120 , конспект

«Уральский колледж газа, нефти и отраслевых технологий ЗКОУО»

«Утверждаю»

Зам. директора по УР

____________ Мухамбеталиев С.Х.

«____»______________ 2007 г.

Открытый урок на тему: «Коррозия металлов и меры борьбы с ней».

по дисциплине « Физколлоидная химия»

для студентов по специальности: 3925002 «Технология переработки нефти и газа»

Преподаватель Екимова Л.П.

Уральск 2007 г.

Председатель ПЦК химии и технологии нефти и газа

«______» ________________ 2007 г.

Председатель ПЦК __________Потлова Г.А