Коррозия металлов - файл n1.doc
приобрестиКоррозия металловскачать (60 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc
Галлеев Ильяс ТЭ-112 Дата:7.04.10 Лабораторная работа № 8 Тема. Коррозия металлов. Цели. 1.Познакомиться с процессом коррозии с водородной деполяризацией.
2. Познакомиться с процессом коррозии с кислородной деполяризацией.
3. Рассчитать термодинамическую вероятность процессов коррозии с водородной и с кислородной деполяризацией.
I. Теоретическая часть. Коррозия – необратимое самопроизвольное разрушение металлов и сплавов.
Электрохимическая коррозия происходит в том случае, если на поверхности металлического слоя находится электролит в виде растворов солей, кислот, щелочей.
Сущность электрохимической коррозии в том, что процесс окисления металла сопровождается полным удалением электронов его атома и передачей их деполяризатору. (На катоде деполяризатор восстанавливается H
+?H
2, O
2? O
2-).
Коррозия с водородной деполяризацией – ионы водорода обладают высокой подвижностью, и поэтому данная коррозия протекает с большой скоростью.
При pH < 7: 2H
+ + 2e
- ? H
2.
При pH > 7, pH = 7: 2H
2O + 2e
- ? H
2 + 2OH
-.
Коррозия с кислородной деполяризацией – протекает в водных растворах электролитов в длительном соприкосновении с воздухом. В этом случае деполяризатором является кислород.
При pH < 7: O
2 + 4H
+ + 4e
- ? 2H
2O.
При pH > 7, pH = 7: O
2 +2H
2O + 4e
- ? 4OH
-.
II. Экспериментальная часть. Опыт 1. Электрохимическая коррозия с водородной деполяризацией. Ход работы: В пробирку налить 5 мл разбавленного раствора H
2SO
4, опустить в раствор кусочек цинка Zn.
Наблюдения:
Уравнение реакции:
Zn + H
2SO
4 (разб) ? ZnSO

+H
Zn

-2e=Zn

?(

)=-0,763
2H
ph(H

SO

)=2
?
0 о-ль = -0,059pH=-0,118
E==-0,118-(-0,763)=0,645 B
∆G=-n*E*F=-2*0,645*96500=-124,5 кДж
Отрезок медной проволоки очистить наждачной бумагой и промыв водой, медленно опустить в раствор. Медь не взаимодействует с разбавленной H
2SO
4. (Почему?)
С разбавленной серной кислотой (H
2SO
4 р) реагируют металлы, электродный потенциал которых меньше 0 В (?
0< 0 В),
а ?(Cu
Прикоснуться медной проволокой к кусочку цинка.
Наблюдения: Газ выделяется на медной проволоке
Механизм процесса: ?
0(Cu
2+/Cu) = 0,339 В
?
0(Zn
2+/Zn) = -0,763 В
Катодом является – Cu
Анодом является – Zn
Перенапряжение водорода на катоде: ?
Н2(Cu) = 0,5 B
pH = 0
Реакция на аноде (А):Zn

Реакция на катоде (К): H
?0 (катод) = ?0 (окислитель) = -0,059 pH – ?
Н2(Cu ) = -0,5 B
E0 = ?0 (окислитель) - ?0 (восстановитель); E
0 = -0,5-(-0,763)= 0,263
∆
G0 = - nE0F; ∆G
0 = -2*0,263*96500= - 50,76 кДж.
Вывод: Познакомились с процессом коррозии с водородной деполяризацией. Рассчитали термодинамическую вероятность процесса коррозии с водородной деполяризацией.
Опыт 2. Электрохимическая коррозия с кислородной деполяризацией. Ход работы: В 2 стаканчика налить по 50 мл 2M раствора Na
2SO
4. Раствор в одном из стаканчиков прокипятить. Прилить в оба раствора по 1 мл раствора
K3[Fe(CN)6] (красная кровяная соль). Две стальные пластинки очистить наждачной бумагой, ополоснуть водой, поместить в стаканчики с растворами. Добавить по 3-4 капли фенолфталеина.
Наблюдения: 
не кипятили кипятили
Механизм процесса: ?
0(Fe
2+/Fe) = -0,447 В
?
0(O
2/OH
-) = 1,23 – 0,059рН=1,23-0,59=0,64 В
Катодом и анодом является – Fe.
Перенапряжение кислорода на катоде: ?
O2(Fe) = 0,6 В.
pH = 7.
Реакция на аноде (А):

Реакция на катоде (К): O
2 +2H
2O + 4e
- ? 4OH
-.
Уравнения реакций:
1) 3Fe
2++2
K3[Fe(CN)6] ?
Fe3[Fe(CN)6]2? + 6K
+ ;
(турнбуллевая синь)
2) Наличие в растворе ионов OH
- обуславливает pH> 7, следовательно, фенолфталеиновый в щелочной среде становится малиновым.
?0 (катод) = ?0 (окислитель) = ?
0(O
2/OH
-)
–?
O2(Fe) =0,64-0,6=0,04 В
E0 = ?0 (окислитель) - ?0 (восстановитель); E
0 = 0,04-(-0,447)=0,451 В
∆
G0 = - nE0F; ∆G
0 = -4*0,451*96500= -174 кДж
Вывод: . Познакомились с процессом коррозии с кислородной деполяризацией. Рассчитали термодинамическую вероятность процесса коррозии с кислородной деполяризацией.
Галлеев Ильяс ТЭ-112 Дата:7.04.10