Конспект урока "Коррозия металлов"

Урок «Коррозия металлов»
Цель: дать понятие о коррозии металлов, классификации коррозионных процессов и способах
защиты от коррозии, объяснить процессы окисления-восстановления, протекающие на поверхности
металла в результате коррозии.
Задачи:
Образовательные:
систематизировать знания учащихся об окислительно-восстановительных реакциях.
Развивающие: продолжить развитие умений устанавливать причинно-следственные связи, делать
выводы, наблюдать и объяснять результаты лабораторного опыта и демонстрационного
эксперимента.
Воспитательные: продолжить формирование диалектико-материстического мышления учащихся.
Оборудование: таблицы «Коррозия металлов», «Защита металлов от коррозии»; заранее
приготовленные опыты по изучению коррозии.
Ход урока.
1. Изучение нового материала.
Девиз урока: «Знать – значит победить!»
(Академик А.Н. Несмеянов)
Учитель: В III до нашей эры на острове Родос был построен маяк в виде огромной статуи
Гелиоса. Колосс Родосский считался одним из семи чудес света, однако просуществовал всего 66
лет и рухнул во время землетрясения. У Колосса Родосского бронзовая оболочка была
смонтирована на железном каркасе. Под действием влажного, насыщенного солями
средиземноморского воздуха железный каркас разрушился.
Что является символом Парижа? – Эйфелева башня. Она неизлечима больна, ржавеет и
разрушается, и только постоянная химиотерапия помогает бороться с этим смертельным недугом: её
красили 18 раз, отчего её масса 9000 т каждый раз увеличивается на 70 т.
Учитель: Нам сегодня путешествие по царству «Рыжего дьявола» - это давний и опасный
враг большинства применяемых в технике и быту металлов. Днем и ночью ведет он наступление на
позиции металлов по всему фронту. Коварство этого извечного врага в том, что, невидимый, он
остается всегда целым и невредимым, а сплавы и металлы несут огромные потери.
Ну как, догадались, что это за враг?
- Это коррозия!
-Верно. И чтобы победить этого врага, мы с Вами должны проникнуть во все его тайны. Ведь не
случайно эпиграфом к нашему уроку выбрано высказывание академика А.Н.Несмеянова «Знать
значит победить!».
Мы должны все узнать о коррозии, чтобы уметь с нею бороться.
Мы отправляемся с вами в путешествие и
1-ая станция «Информационная»
Вот сегодня на уроке нам необходимо выяснить:
1. Сущность коррозии.
2. Виды коррозии.
3. Способы защиты от коррозии.
Итак, что же такое коррозия?
В переводе с латинского слово “коррозия” - значит разъедать.
Больше всего страдают от коррозии сплавы на основе железа – главные материалы
современной технике.
Вы наверное слышали русскую поговорку «Ржа ест железо». Ежегодно потеря металла в мире
составляет 10% от всей мировой добычи, а в некоторых странах до 20-25%. Еще больший вред,
причиняемый коррозией, связан с порчей изделий.
Дело в том, что затраты на ремонт или замену прокорродировавших деталей намного
превышают стоимость материала из которого они изготовлены.
Приведу такой пример: водопроводные трубы, которые у нас пролегают, рассчитаны на
25-летнее использование, но в результате коррозии они чаще всего служат
6-8 лет, поэтому у нас так часто ремонтируют водопровод.
Поэтому борьба с коррозией принадлежит к числу важнейших научно-технических проблем.
Коррозия разрушение металлов под действием окружающей среды, при этом металлы
окисляются по схеме:
В зависимости от вызываемых коррозией повреждений поверхности металлов различают
следующие ее виды:
равномерную (сплошную),
язвенную,
точечную (питтинг).
По механизму протекания коррозия делиться на два вида: химическую и электро-химическую.
Химическая коррозия
Это вид коррозии протекает в средах, непроводящих электрический ток (газ, нефть, керосин)
или при высоких температурах, когда невозможна конденсация воды. Ей подвергается арматура
печей, детали двигателей внутреннего сгорания, лопатки газовых турбин, аппаратура химической
отрасли промышленности. Химическая коррозия вызывается окислительно-восстановительными
реакциями, происходящими в результате взаимодействия металла разрушающим его веществом
(O
222
, CISO
,кислотами и т. д.)
Опыт (уравнения уч-ся записывают на доске)
Окисление медной проволоки при прокаливании в пламени горелки.
(Написать уравнения реакции и разобрать их с точки ОВР)
220
2
0
22
+
=+ OCuOCu
20
2
+
= CueCu
2 восстановитель, процесс окисления
20
2
24
=+ OeO
1 окислитель, процесс восстановления
Вывод: Химическая коррозия это окислительно-восстановительный процесс, при котором
переход электронов осуществляется при непосредственном контакте веществ окислителя и
восстановителя без возникновения электрического тока в системе. Подобный вид коррозии
встречается редко.
Электрохимическая коррозия
Такая коррозия происходит в среде электролита при контакте двух металлов, в этом случае
образуется гальванический элемент (пара), электрон от более активного металла переходит к менее
активному (более активный металл окисляется).
При электрохимической коррозии наряду с химическими процессами (отдача электронов)
протекают и электрические (перенос электрона от одного участка к другому).
К электрохимической коррозии относятся все случаи коррозии в присутствии влаги. Данный
вид коррозии приносит наибольший вред.
Электрохимическая коррозия распространена значительно шире, чем химическая. Ей
подвергаются подводные части судов в морской и пресной воде, паровые котлы, металлические
сооружения и конструкции под водой и в атмосфере, проложенные в грунте трубопроводы.
В качестве примера электрохимической коррозии рассмотрим коррозию железа. Но на поверхности
металлических изделий, находящихся в атмосферных условиях, всегда конденсируется влага. Капля
воды играет роль электролита, в ней растворен кислород из воздуха. Кислород восстанавливается до
гидроксид-ионов, а железо окисляется, переходя в гидроксид железа (II) и гидроксид железа (III).
Смесь этих гидроксидов и есть ржавчина.
2-ая станция «Экспериментальная»
На этой станции выясняем, какие условия способствуют коррозии. При использовании
металлических материалов очень важен вопрос о скорости их коррозии.
От чего зависит коррозия?
Экспериментально мы сейчас с Вами в этом разберемся.
Выясним, какие условия способствуют, а какие препятствуют коррозии Fe (железа).
Опыт (на столах у ребят 5 пронумерованных стаканов с хим. веществами)