Презентация "Коррозия металлов и способы защиты от коррозии"

Урок химии по теме “Коррозия металлов и способы защиты от коррозии"

• Подготовила учитель химии СШ РГКП «Республиканский центр реабилитации для детей и подростков»
• Лепесбаева Сандугаш Кайратовна

Цели урока:

• сформировать представление учащихся о механизме коррозийных процессов, об их последствиях и способах защиты от коррозии;
• развивать умение работать с опорным конспектом, наблюдать, делать выводы;
• воспитывать эмоциональное отношение к изучаемому явлению.

• 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. 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. Чугун

• Сплав железа с углеродом (2-4%)

• Сталь

• Сплав железа с углеродом (меньше 2%)

• Применяется в фасонном литье

• При добавлении легирующих элементов улучшает качества

• Коррозия – рыжая крыса,
• Грызёт металлический лом.
• В. Шефнер

• Ежегодно в мире «теряется»
• до ¼ произведённого железа…

А.Н.Несмеянов

• Знать – значит победить!

Путешествие по царству «Рыжего дъявола»

• ст. Информационная

• ст. Экспериментальная

• ст. Практическая

разрушение металлов и сплавов под воздействием окружающей среды.

• Коррозия

• Виды коррозии

- вид коррозии, протекающий в средах, непроводящих электрический ток. Коррозия происходит в результате взаимодействия металла с разрушающим его веществом.

• Химическая коррозия

• Образование окалины при взаимодействии материалов на основе железа при высокой температуре с кислородом:
• 8ē
• 3Fe0 + 2O20 → (Fe+2Fe2+3)O4-2

• Видео- фрагмент

• Лабораторный опыт – накаливание медной проволоки

• Электрохимическая коррозия

• - в среде электролита возникает электрический ток при контакте двух металлов (или на поверхности одного металла, имеющего неоднородную структуру);
• - коррозия напоминает работу гальванического элемента: происходит перенос электронов от одного участка металла к другому (от металла к включению).

• Видео- фрагмент

• Образующиеся на аноде ионы Fe2+ окисляются до Fe3+ :
• 4Fe2+ (водн.) + O2 (г.) + (2n + 4)H2O (ж.) = 2Fe2O3•nH2O (тв.) + 8H+ (водн.)

• Коррозия металла на влажном воздухе

• Fe

• NaCl+NaOH

• Fe

• NaCl

• Fe
• Cu

• NaCl

• Fe
• Zn

• NaCl

• Fe

• H2O

• №1

• №2

• №3

• №4

• №5

• Железо слабо прокорродировало в воде, в чистой воде коррозия идет медленнее, т. к. вода слабый электролит.

• Сравним результаты опытов № 2 и № 5

• Добавка к воде NaCl усиливает коррозию Fe. добавка к раствору NaCl – NaOH, как видно из опыта, наоборот ослабила коррозию, ржавчины нет.

• Сравним результаты опытов № 1 и № 2

• Т. о. скорость коррозии данного металла зависит от состава омывающей среды. Одни составные части омывающий металл среды, в частности Cl- - ионы усиливают коррозию металлов, другие составные части могут ослаблять коррозию. Коррозия Fe ослабевает в присутствии OH- - ионов.

• В обоих случаях Fe находится в одном и том же растворе, но в одном случае оно соприкасается с цинком, а в другом нет.
• В пробирке № 2 осадок бурого цвета – это ржавчина, а в пробирке № 4 осадок – белого цвета – это Zn(OH)2
• Вывод: В опыте № 4 корродировало не Fe, а Zn , т. к. железо почти не корродирует, если оно соприкасается с цинком.

• Сравним результаты опытов № 2 и № 4

• Окисляется Zn, как более активный металл

• А (-)

• отщепляющиеся от его атомов

• перемещаются на поверхность Fe и
• восстанавливают

• К (+) Fe

• В обоих случаях Fe находится в одном и том же растворе, но в одном случае оно соприкасается с медью, а в другом нет. В обеих пробирках произошла коррозия и появился бурый осадок ржавчины.
• В пробирке №2 ржавчины получилось меньше, чем в пробирке №3.
• Вывод: таким образом, коррозия и ржавление железа сильно усиливается, когда оно соприкасается с медью.

• Сравним результаты опытов № 2 и № 3

• А (-)

• К (+) Cu

• Реакция растворенного в воде кислорода с железом приводит к образованию бурой ржавчины.

• Коррозия металла резко усиливается, если он соприкасается с каким-либо другим, менее активным металлом, т. е. расположенным в электрохимическом ряду напряжений металлов правее его. Но коррозия замедляется, если металл соприкасается с другим металлом, расположенным левее в электрохимическом ряду напряжений металлов, т. е. более активным.

- Изоляция металла от среды - Изменение состава металла (сплава) - Изменение среды

• Защита от коррозии

• Барьерная защита

• - механическая изоляция поверхности при использовании поверхностных защитных покрытий:
• неметаллических (лаки, краски, смазки, эмали, гуммирование (резина), полимеры);
• металлических (Zn, Sn, Al, Cr, Ni, Ag, Au и др.);
• химических (пассивирование концентрированной азотной кислотой, оксодирование, науглероживание и др.)

• Какое поверхностное
• защитное покрытие
• использовалось
• в данном случае?
• К какой группе
• поверхностных
• защитных покрытий
• оно относится?

• Барьерная защита

• Какое поверхностное
• защитное покрытие
• использовалось
• в данном случае?
• К какой группе
• поверхностных
• защитных покрытий
• оно относится?

• Видео- фрагмент

• Барьерная защита

• Изменение состава металла (сплава)

• Протекторная защита
• - добавление в материал покрытия порошковых металлов, создающих с металлом донорские электронные пары; создание контакта с более активным металлом (для стали - цинк, магний, алюминий).

• Под действием агрессивной среды постепенно растворяется порошок добавки, а основной материал коррозии не подвергается.

• К основной конструкции прикрепляются заклёпки или пластины из более активного металла, которые и подвергаются разрушению. Такую защиту используют в подводных и подземных сооружениях.

• Пропускание электрического тока в направлении, противоположном тому, который возникает в процессе коррозии.

• Изменение состава металла (сплава)

• Электрозащита

• В повседневной жизни человек чаще всего встречается с покрытиями железа цинком и оловом. Листовое железо, покрытое цинком, называют оцинкованным железом, а покрытое
• оловом – белой жестью. Первое в больших количествах идет на кровли домов, а из второго изготавливают консервные банки.

• Изменение состава металла (сплава)

• Видео- фрагмент

Введение в металл легирующих добавок: Cr, Ni, Ti, Mn, Mo, V, W и др.

• Изменение состава металла (сплава)

• Легирование

• Изменение среды

• Ингибирование

• Введение веществ, замедляющих коррозию (ингибиторов):
• - для кислотной коррозии: азотсодержащие органические основания, альдегиды, белки, серосодержащие органические вещества;
• - в нейтральной среде: растворимые фосфаты (Na3PO4), дихроматы (K2Cr2O7), сода (Na2CO3), силикаты (Na2SiO3);
• - при атмосферной коррозии: амины, нитраты и карбонаты аминов, сложные эфиры карбоновых кислот.

• В какой пробирке гвоздь не заржавел и почему?

• Изменение среды

• Изменение среды

• Деаэрация - удаление веществ, вызывающих коррозию:
• нагревание воды;
• пропускание воды через железные стружки;
• химическое удаление кислорода
• (например, 2Na2SO3 + O2 → 2Na2SO4).

• Подумай и объясни (домашнее задание)

• 1. В раствор хлороводородной (соляной) кислоты поместили пластинку из Zn и пластинку из Zn, частично покрытую Cu. В каком случае процесс коррозии происходит интенсивнее? Ответ мотивируйте, составив электронные уравнения соответствующих процессов.

• 2. Как протекает атмосферная коррозия железа, покрытого слоем никеля, если покрытие нарушено? Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов.

1. На уроке я работал 2. Своей работой на уроке я 3.Урок для меня показался 4. Мое настроение 6. Материал урока мне был

активно / пассивно доволен / не доволен коротким / длинным стало лучше / стало хуже понятен / не понятен полезен / бесполезен интересен / скучен

• Рефлексия