Укажите образование какого продукта коррозии из двух реакций
8.4
РЕШЕНИЕ ТИПОВЫХ ЗАДАЧ ПО ТЕМЕ “КОРРОЗИЯ
МЕТАЛЛОВ И МЕТОДЫ ЗАЩИТЫ МЕТАЛЛОВ ОТ КОРРОЗИИ”
(для нехимических специальностей)
1. Склепаны два металла. Укажите,
какой из металлов
подвергается коррозии:
а) Mn
– Al ;
б) Sn
– Bi .
Решение.
а) Al
в ряду напряжений
находится перед марганцем и имеет более
отрицательное
значение стандартного электродного потенциала,
поэтому при контакте
этих двух
металлов Al будет
анодом, а Mn
– катодом. Окисляться, т.е. подвергаться коррозии, будет алюминий.
б) В этом случае корродировать
будет олово, т.к. в
ряду напряжений оно
расположено впереди висмута и, следовательно, является электрохимически
более активным.
Ответ: Al,
Sn.
2. Какие из нижеперечисленных
металлов выполняют для свинца роль
анодного
покрытия: Pt, Al,
Cu, Hg
?
Решение.
Анодное
покрытие – это
нанесение на защищаемое
изделие электрохимически
более активного металла. Из
перечисленных металлов электрохимически
более активным
(по сравнению со свинцом) является алюминий (см. ряд напряжений металлов).
Ответ: Al.
3. Какие из нижеперечисленных
металлов выполняют для свинца роль
катодного
покрытия: Ti, Mn,
Ag, Cr
?
Решение.
Катодное покрытие – это
нанесение на защищаемое
изделие электрохимически
менее активного металла. Из
перечисленных металлов электрохимически
менее
активным (по сравнению со свинцом) является серебро (см. ряд напряжений металлов).
Ответ: Ag.
4. Укажите продукт коррозии при
контакте Zn –
Ni
в нейтральной среде.
Решение.
При контакте двух металлов
различной
электрохимической активности возникает гальванический
элемент. В
нейтральной
среде его схема выглядит следующим образом:
А (–)
Zn| H2O,
O2 | Ni (+) K
Так как цинк электрохимически
более активен (см. ряд напряжений металлов), он будет
окисляться (корродировать).
На никеле будет протекать восстановительный процесс (в нейтральной
среде – кислородная
деполяризация):
А (–):
Zn
– 2e- = Zn2+
K (+): 2H2O + O2
+ 4e- = 4OH–
Продукт коррозии – Zn(OH)2.
Ответ: Zn(OH)2.
5. Укажите продукт коррозии при
контакте Zn –
Ni в кислой среде (HCl).
Решение.
При контакте двух металлов
различной электрохимической
активности возникает гальванический
элемент. Его схема для кислой среды раствора:
A (–)
Zn|HCl|
Ni
(+) K
Так как цинк электрохимически
более активен (см. ряд напряжений металлов), он будет
окисляться (корродировать).
На никеле будет протекать восстановительный процесс (в кислой среде
– водородная
деполяризация):
А (–): Zn – 2e-
= Zn2+
K (+): 2H+ +
2e- = H2.
Продукт коррозии : ZnCl2.
Ответ: ZnCl2.
К
оглавлению
©
А.И. Хлебников, И.Н. Аржанова, О.А. Напилкова
Источник
1. Самопроизвольное разрушение металлов и сплавов в результате химического, электрохимического или физико-химического взаимодействия с окружающей средой:
а) коррозия +
б) распад
в) развал
2. Причиной коррозии служит такая неустойчивость конструкционных материалов к воздействию веществ, находящихся в контактирующей с ними среде:
а) статическая
б) термодинамическая +
в) структурная
3. Гидроксид железа Fe(OH)3 и является тем, что называют:
а) окислением
б) патиной
в) ржавчиной +
4. Скорость коррозии, как и всякой химической реакции, очень сильно зависит от:
а) температуры +
б) материала
в) лунного цикла
5. По типу агрессивных сред, в которых протекает процесс разрушения, коррозия может быть:
а) коррозия при неполном погружении
б) щелевая
в) коррозия в неэлектролитах +
6. По типу агрессивных сред, в которых протекает процесс разрушения, коррозия может быть:
а) контактная
б) подземная +
в) межкристаллитная
7. По типу агрессивных сред, в которых протекает процесс разрушения, коррозия может быть:
а) коррозия при полном погружении
б) щелевая
в) атмосферная +
8. По типу агрессивных сред, в которых протекает процесс разрушения, коррозия может быть:
а) газовая +
б) коррозия при трении
в) коррозия при переменном погружении
9. По условиям протекания коррозионного процесса различается такая коррозия:
а) биокоррозия
б) атмосферная
в) коррозия при переменном погружении +
10. По условиям протекания коррозионного процесса различается такая коррозия:
а) газовая
б) щелевая +
в) подземная
11. Что вызывает коррозию металлов и сплавов:
а) вода и кислород +
б) краски
в) растворы солей
12. Как называют вещества, введение которых уменьшает агрессивность среды:
а) катализаторы коррозии
б) ингибиторы коррозии +
в) активаторы коррозии
13. Что обычно используют для защиты стальных корпусов морских судов:
а) Zn +
б) Na
в) Fe
14. Что является продуктом коррозии железа:
а) серая ржавчина
б) зелёная ржавчина
в) бурая ржавчина +
15. Химическая коррозия наблюдается при:
а) разрушении металлов оксидами азота +
б) разрушении металлов в среде электролита с одновременным возникновением электрического тока
в) покраске металлов
16. Железо в контакте с медью подвергается коррозии сильнее потому, что:
а) медь – это катализатор реакции образования ржавчины
б) железо является более активным металлом, чем медь +
в) атомы меди отдают электроны легче, чем атомы железа
17. Определите покрытие луженого железа:
а) Zn
б) Mg
в) Sn +
18. Как называется более активный металл, предотвращающий коррозию менее активного металла:
а) активатор
б) протектор +
в) катализатор
19. Пассивность это состояние относительно высокой коррозионной стойкости металла вызванное этим:
а) жидкой средой
б) нейтральной средой
в) средой с сильными окислителями +
20. Что является причиной коррозии:
а) содержание в металле неметаллических примесей
б) термодинамическая неустойчивость металлов +
в) внутренняя структура металла или сплава
21. По характеру разрушения существует такая коррозия:
сплошная коррозия, охватывающая всю поверхность:
а) равномерная +
б) точечная
в) язвенная
22. По характеру разрушения существует такая коррозия:
сплошная коррозия, охватывающая всю поверхность:
а) пятнами
б) неравномерная +
в) пятнами
23. По характеру разрушения существует такая коррозия:
сплошная коррозия, охватывающая всю поверхность:
а) межкристаллитная
б) пятнами
в) избирательная +
24. По характеру разрушения существует такая коррозия:
локальная коррозия, охватывающая отдельные участки:
а) неравномерная
б) пятнами +
в)
25. По характеру разрушения существует такая коррозия:
локальная коррозия, охватывающая отдельные участки:
а) избирательная
б) неравномерная
в) точечная +
26. По характеру разрушения существует такая коррозия:
локальная коррозия, охватывающая отдельные участки:
а) равномерная
б) сквозная +
в) избирательная
27. Главная классификация производится по механизму протекания процесса. Различают … вида:
а) два +
б) три
в) четыре
28. Различают … основных вида коррозии:
а) 2
б) 3
в) 4 +
29. Один из основных видов коррозии:
а) электрохимическая
б) электрофизическая
в) электронная
30. Один из основных видов коррозии:
а) физическая
б) кислородная +
в) динамическая
Источник
Посмотрите учебный фильм “Коррозия металлов, способы защиты от неё” и ответьте на вопросы:
- Что такое “коррозия”?
- Какие виды коррозии по механизму протекания можно выделить?
- Какие виды защиты от коррозии существуют?
КОРРОЗИЯ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ
1. Коррозия (от латинского «corrodere»
разъедать) – самопроизвольный окислительно-восстановительный процесс разрушения
металлов и сплавов вследствие взаимодействия с окружающей средой.
2. Виды коррозии: химическая и электрохимическая
I. Химическая – коррозия, обусловленная взаимодействием металлов с
веществами, содержащимися в окружающей среде, при
этом происходит окислительно-восстановительное разрушение металла без
возникновения электрического тока в системе.
К химической коррозии относятся:
– газовая коррозия – коррозионное разрушение под воздействием газов при высоких температурах;
– коррозия в жидкостях-неэлектролитах.
Газовая
– химическая коррозия, обусловленная
взаимодействием металлов с газами.
Основной окислитель – кислород воздуха.
Процессы химической коррозии
железа:
2Fe + O2 = 2FeO
4Fe + 3O2 = 2Fe2O3
3Fe + 3O2 = FeO·Fe2O3 (смешанный оксид железа (II, III) )
4Fe + 3O2 + 6H2O = 4Fe(OH)3 (на воздухе в присутствии влаги)
Fe(OH)3 t °C→ H2O + FeOOH (ржавчина)
3Fe + 4H2O(пар) = Fe3O4 + 4H2
2Fe + 3Cl2 = 2FeCl3
Химическая коррозия в жидкостях-неэлектролитах
Жидкости-неэлектролиты – это жидкие среды, которые не являются проводниками электричества. К ним относятся: органические (бензол, фенол, хлороформ, спирты, керосин, нефть, бензин); неорганического происхождения (жидкий бром, расплавленная сера и т.д.). Чистые неэлектролиты не реагируют с металлами, но с добавлением даже незначительного количества примесей процесс взаимодействия резко ускоряется. Например, если нефть будет содержать серу или серосодержащие соединения (сероводород, меркаптаны) процесс химической коррозии ускоряется. Если вдобавок увеличится температура, в жидкости окажется растворенный кислород – химическая коррозия усилится.
Присутствие в жидкостях-неэлектролитах влаги обеспечивает интенсивное протекание коррозии уже по электрохимическому механизму.
Химическая коррозия в жидкостях-неэлектролитах подразделяется на несколько стадий:
– подход окислителя к поверхности металла;
– хемосорбция реагента на поверхности;
– реакция окислителя с металлом (образование оксидной пленки);
– десорбция оксидов с металлом (может отсутствовать);
– диффузия оксидов в неэлектролит (может отсутствовать).
Для защиты конструкций от химической коррозии в жидкостях-неэлектролитах на ее поверхность наносят покрытия, устойчивые в данной среде.
II.
Электрохимическая –
окислительно-восстановительное разрушение сплавов и металлов, содержащих
примеси, с возникновением электрического тока в системе.
АНОД (более активный | КАТОД (менее активный |
Ме0 – nē → Men+ (процесс окисления) | кислая среда: влажный воздух: O2 + 2H2O + 4ē → 4OH- (процесс восстановления) |
Пример:
Электрохимическая коррозия
железной детали с примесями меди во влажном воздухе.
А: Fe0 – 2ē → Fe2+ (Окисление)
К: O2 + 2H2O + 4ē → 4OH- (процесс восстановления)
Итог: 2Fe +
O2 + 2H2O = 2Fe(OH)2 (белая ржавчина)
4Fe(OH)2
+ 2H2O + O2 = 4Fe(OH)3
(бурая ржавчина)
Fe(OH)3 = FeOOH + H2O
III. Защита от
коррозии:
1). Металлические покрытия – анодное (покрытие более активным
металлом Zn, Cr) – оцинкованное железо; катодное (покрытие менее активным металлом Ni, Sn, Ag, Au) – белая
жесть (лужёное железо) – не защищает от разрушения в случае нарушения покрытия.
2). Неметаллические покрытия
– органические (лаки, краски,
пластмассы, резина – гумирование, битум);
неорганические (эмали).
3). Протекторная защита –
присоединение пластины из более активного металла (Al, Zn, Mg) – защита морских судов.
4). Электрохимическая
(катодная) защита – соединение защищаемого изделия с катодом внешнего источника
тока, вследствие чего изделие становится катодом. Ток идёт в противоположном
направлении.
5). Добавление ингибиторов (
в зависимости от природы металла – NaNO2, Na3PO4, хромат
и бихромат калия, ВМС органические соединения), адсорбируются на поверхности
металла и переводят его в пассивное состояние.
Задания
и вопросы по теме: «Коррозия металлов и сплавов»
№1. При электрохимической коррозии на поверхности анода протекает процесс
А) Восстановления ионов
водорода; Б) Окисления металла;
В) Восстановление молекул
кислорода; Г) Окисления молекул водорода.
№2. Почему считают, что рядом со стальной коронкой (Fе) не рекомендуется
ставить золотую (Аu)?
№3. Вот история, произошедшая с норвежским грузовым судном «Анатина». Трюмы
теплохода, направлявшегося к берегам Японии, были заполнены медным
концентратом. Корпус судна сделан был из стали. Внезапно судно дало течь.
Объясните, что произошло.
№4. Какой из компонентов загрязненного городского воздуха является наиболее
коррозионно-активным по отношению к металлам, особенно при повышенной
влажности:
а) N2; б) СО; в) SO2.
№5. Рассмотрите рисунок, ответьте на вопросы:
Обратите внимание! В восстановлении кислорода участвуют
ионы Н+. Если концентрация Н+ понижается (при повышении
рН), восстановление О2 затрудняется. Замечено, что железо,
находящееся в контакте с раствором, рН которого выше 9–10, не корродирует.
С усилением коррозии в присутствии солей часто
сталкиваются автомобилисты в тех местностях, где в зимнее время для борьбы с
гололедицей дороги обильно посыпают солью. Влияние солей объясняется тем, что
образуемые ионы создают электролит, необходимый для возникновения замкнутой
электрической цепи.
- Определить тип
коррозии в каждом стакане. - В каких
стаканах железный гвоздь прокорродировал сильнее, в каких меньше, а в каких
коррозии не подвергся? Почему? - Объясните, что
усиливает коррозию, а что ее замедляет?
№6. Рассмотрите процесс коррозии при соединении медной трубы с
гальванизированной (оцинкованной) стальной трубой, если обе трубы находятся в
земле.
№7. Почему цинк не используют при изготовлении консервных банок для
покрытия им железа? Почему оцинкованное железо идёт на изготовления вёдер,
баков?
№8. Как будет протекать процесс коррозии в том случае, если железную
водосточную трубу прибить к дому алюминиевыми гвоздями?
№9. При изготовлении луженого железа (белой жести) – железо покрывают
оловом, какое это покрытие – А) Анодное; Б) Катодное? Запишите электродные
процессы
№10.
Знаменитая Кутубская колонна в Индии близ Дели вот уже
полторы тысячи лет стоит и не разрушается, несмотря на жаркий и влажный климат.
Сделана она из железа, в котором почти нет примесей. Объясните, почему в данном
случае статуя не подвергается коррозии
Источник
Коррозия – это процесс разрушения верхнего слоя металлов в результате электрохимической реакции с окружающей средой. Когда металлы подвергаются, например, воздействию влаги, на поверхности металла происходит процесс изменения цвета, известный как ржавчина. Это приводит к ухудшению и постепенному разрушению металла, если заранее не предпринять определенные меры. Учение о предотвращении развития коррозии и ее обработки известно как коррозионная инженерия. На сегодняшний день существует много форм коррозии. Наиболее распространенные типы описаны ниже.
Коррозия
- Общая коррозия
Это наиболее распространенный тип коррозии, который поддается “лечению”. Это явление, также известное как равномерная коррозия, возникает, когда вся поверхность металла подвергается воздействию влажного воздуха или воды, что приводит к полному повреждению металла. Общая коррозия обычно приводит к наибольшему разрушению материала, однако ее можно предотвратить или замедлить развитие.
- Гальваническая коррозия
Гальваническая коррозия – это явление, которое возникает, когда два различных металла вступают в контакт друг с другом через электролит. Один металл действует как катод, а другой металл ведет себя как анод. Скорость коррозии анодного металла усиливается, в то время как катодному металлу требуется более длительное время для ухудшения своих качеств. Гальваническая коррозия может возникнуть только тогда, когда оба металла помещены в электролит, который подвержен коррозионному воздействию, когда через него проходит электричество.
- Концентрированная коррозия
В то время как общая коррозионная атака происходит по всей поверхности металла, концентрированная коррозия, также известная как локализованная коррозия, появляется на определенной области металла. Нескольких ее типов:
- Щелевая коррозия;
- Точечная коррозия;
- Нитевидная коррозия;
Щелевая коррозия. Как следует из названия, этот тип коррозии развивается в стесненных пространствах. Часто встречается в местах застоя и недоступности профилактических герметиков, таких как трещины, зазоры между областями контакта, уплотнения, области под сваями и т. д.
Точечная коррозия. Этот тип коррозии, возникающий, когда небольшая область на поверхности металла подвергается воздействию определенного количества влаги, что приводит к анодному характеру этого места. Гальваническая коррозия происходит в этом концентрированном месте и может привести вплоть до разрушения металла. Поврежденную область обычно трудно обнаружить, поскольку она представлена в виде крошечных точек и часто обнаруживается только уже после разрушения конструкции.
Нитевидная коррозия.
Нитевидная коррозия. Нитевидная коррозия – это вид коррозии, который возникает в трещинах или под окрашенными поверхностями, где скапливается жидкость. Он появляется в виде нитевидных структур, которые распределены случайным образом.
- Высокотемпературная коррозия
Коррозия, возникающая в результате химического воздействия на поверхность металла при высоких температурах, которые обычно колеблются до 750 градусов по Фаренгейту или 400 градусов по Цельсию. Высокотемпературная коррозия также может происходить из-за карбонизации, высокотемпературного окисления и сульфидирования.
- Ускоренная коррозия
Когда поверхность металла подвергается воздействию проточной воды, верхний слой, который также является защитным оксидным слоем, уничтожается благодаря быстрому течению воды, вызывающему коррозию и дальнейшее разрушение металла.
Источник: 20kv.ru
Источник