История развития пистолетов-пулеметов: Предпосылкой для возникновения пистолетов-пулеметов послужила давняя тенденция тяготения винтовок...
Наброски и зарисовки растений, плодов, цветов: Освоить конструктивное построение структуры дерева через зарисовки отдельных деревьев, группы деревьев...
Топ:
Характеристика АТП и сварочно-жестяницкого участка: Транспорт в настоящее время является одной из важнейших отраслей народного хозяйства...
Проблема типологии научных революций: Глобальные научные революции и типы научной рациональности...
Интересное:
Наиболее распространенные виды рака: Раковая опухоль — это самостоятельное новообразование, которое может возникнуть и от повышенного давления...
Национальное богатство страны и его составляющие: для оценки элементов национального богатства используются...
Искусственное повышение поверхности территории: Варианты искусственного повышения поверхности территории необходимо выбирать на основе анализа следующих характеристик защищаемой территории...
Дисциплины:
2018-01-07 | 533 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Лабораторная работа № 8
по курсу «Химия»
Коррозия и защита металлов
Выполнил студент группы 2203: Сиротенко Евгений
Проверил: Иванов Виктор Федорович
Санкт-Петербург
Цель работы: Изучение влияния некоторых факторов на протекание процессов химической и электрохимической коррозии и методов защиты металлов от коррозии.
Теоретическая часть:
Коррозия - необратимое самопроизвольное разрушение металлов и сплавов вследствие химического или электрохимического воздействия среды. Химическая стойкость металла характеризуется показателями скорости его коррозии - массовым, объемным, глубинным. Кинетика химической коррозии зависит от свойств оксидной пленки, образующейся на поверхности металла. К поверхности пленки подходит молекулярный кислород, происходят его адсорбция и атомизация. От поверхности атомы кислорода перемещаются вглубь пленки оксида, а им навстречу - ионы металла и электроны. В пленке в одном акте происходит ионизация кислорода и образование химического соединения с металлом.
Для характеристики защитной способности образующейся оксидной пленки применяется коэффициент. Радиус атома – меньше - в этом случае на поверхности формируются защитные оксиды, например, ВеО при добавлении в медь 1% бериллия (Be).
Химическую коррозию предотвращают, насыщая поверхностный слой диффузионным покрытием, например, алюминиевым (актирование), а также плакированием, нанесением жаростойких эмалей, тугоплавких карбидов, смешанных соединений покрытия с основой - шпинелей типа NiCr2О4, NiFe2O4.
Детали, работающие при высоких температурах, можно защищать специальной защитной атмосферой. Для уменьшения газовой коррозии применяют сжигание топлива с недостатком воздуха, используют защитные обмазки и др.
|
Электрохимическая коррозия протекает при наличии на поверхности металла слоя электролита (растворов солей, кислот или щелочей, атмосферной влаги в почве и т.п.). Сущность электрохимической коррозии заключается в том, что процесс окисления сопровождается полным удалением валентных электронов его атома в передачей их другой частице - деполяризатору Термодинамическая возможность электрохимической коррозии определяется соотношением.
Процессы окисления металла (анодный) и восстановления деполяризатора (катодный) могут протекать на одном и том же участке детали, но в различные моменты времени.Например, при атмосферной коррозии с кислородной деполяризацией происходит анодное окисление железа.
Для защиты от электрохимической коррозии можно применять более благородный металл, что влечет за собой уменьшение коррозионного тока. Это использует метод зашиты - рациональное конструирование. В случае контакта двух металлов желательно, чтобы их потенциалы были близки. Кроме того, конструкция деталей не должна допускать участков, где может скапливаться влага.
Другой метод - электрохимическая зашита; в случае одной из ее распространенных разновидностей - протекторной зашиты вместо анодного участка создают как бы новый, введя в контакт с защищающим металлом более отрицательный металл, по сравнению с которым прежний анод становится катодом. Этой же цели добиваются, подключив защищаемую деталь к отрицательному полюсу внешнего источника тока. Для нержавеющих сталей в кислотах применяют положительную поляризацию в области потенциалов, отвечающих пассивации.
Для уменьшения скорости электрохимической коррозии целесообразно проводить обработку среды путем уменьшения концентрации деполяризатора за счет нейтрализации кислых сред или удаления кислорода.
Экспериментальная часть.
|
Опыт №2.
В пробирку с 5-6 мл 1н H2SO4 опустили кусочек цинка. Ничего не наблюдается.
Отрезок медной проволоки диаметром 1-2 мм и длиной 15-20 см очистили наждачной бумагой и, промыв водой, медленно, постоянно наблюдая, ввели в пробирку. Медь, как и следовало ожидать, не взаимодействует с кислотой.
Прикоснулись проволокой к лежащему на дне цинку. Начинает выделяться газ. Через 5-10 минут газ выделяется интенсивнее.
H2SO4 + Zn → H2↑ + ZnSO4
H2SO4 + Cu → реакция не идёт
Анодная реакция: Zn0 = Zn2+ + 2e
Катодная реакция: 2H2O + 2e = 2OH- + H2↑
2H+ + 2e = H2↑
Опыт №3.
Опыт №4.
Опыт №5.
Опыт №6.
Опыт №8.
Опыт №9.
Протекторная защита.
Два стакана заполнили 0,2%-ным раствором уксусной кислоты CH3COOH, добавив в каждый по несколько капель раствора KJ. В один стакан поместили плотно соединенные между собой пластины свинца и цинка, в другой – только пластину свинца. Мы наблюдаем, что на пластине свинца почти сразу появилась жёлтая окраска PbJ2. В первом случае, цинк выполняет функцию анодного покрытия и защищает свинец от коррозии.
При контакте между металлами они оказывают друг на друга поляризующее действие. Свинец поляризуется катодно, а цинк анодно. В результате процесс восстановления окислителя присутствующего в растворе, а цинк окисляется.
(-)A: Zn0 – 2e → Zn2+
(+)K: 2H+ + 2e → H20
Pb + CH3COOH → CH3COPb реакция протекает при наличии окислителя:
PbO + 2CH3COOH → (CH3COO)2Pb + H2O
Pb2+ + 2J → PbJ2
Вывод:
На основе теоретического и экспериментального изучение процессов химической и электрохимической коррозии, методов зашиты металлов сформировали умение определять условия коррозионной совместимости деталей из различных материалов, выбирать оптимальные методы зашиты, как на стадия проектирования, так и для процессов, связанных с изготовлением детали.
Лабораторная работа № 8
по курсу «Химия»
Коррозия и защита металлов
Выполнил студент группы 2203: Сиротенко Евгений
Проверил: Иванов Виктор Федорович
Санкт-Петербург
Цель работы: Изучение влияния некоторых факторов на протекание процессов химической и электрохимической коррозии и методов защиты металлов от коррозии.
Теоретическая часть:
Коррозия - необратимое самопроизвольное разрушение металлов и сплавов вследствие химического или электрохимического воздействия среды. Химическая стойкость металла характеризуется показателями скорости его коррозии - массовым, объемным, глубинным. Кинетика химической коррозии зависит от свойств оксидной пленки, образующейся на поверхности металла. К поверхности пленки подходит молекулярный кислород, происходят его адсорбция и атомизация. От поверхности атомы кислорода перемещаются вглубь пленки оксида, а им навстречу - ионы металла и электроны. В пленке в одном акте происходит ионизация кислорода и образование химического соединения с металлом.
|
Для характеристики защитной способности образующейся оксидной пленки применяется коэффициент. Радиус атома – меньше - в этом случае на поверхности формируются защитные оксиды, например, ВеО при добавлении в медь 1% бериллия (Be).
Химическую коррозию предотвращают, насыщая поверхностный слой диффузионным покрытием, например, алюминиевым (актирование), а также плакированием, нанесением жаростойких эмалей, тугоплавких карбидов, смешанных соединений покрытия с основой - шпинелей типа NiCr2О4, NiFe2O4.
Детали, работающие при высоких температурах, можно защищать специальной защитной атмосферой. Для уменьшения газовой коррозии применяют сжигание топлива с недостатком воздуха, используют защитные обмазки и др.
Электрохимическая коррозия протекает при наличии на поверхности металла слоя электролита (растворов солей, кислот или щелочей, атмосферной влаги в почве и т.п.). Сущность электрохимической коррозии заключается в том, что процесс окисления сопровождается полным удалением валентных электронов его атома в передачей их другой частице - деполяризатору Термодинамическая возможность электрохимической коррозии определяется соотношением.
Процессы окисления металла (анодный) и восстановления деполяризатора (катодный) могут протекать на одном и том же участке детали, но в различные моменты времени.Например, при атмосферной коррозии с кислородной деполяризацией происходит анодное окисление железа.
Для защиты от электрохимической коррозии можно применять более благородный металл, что влечет за собой уменьшение коррозионного тока. Это использует метод зашиты - рациональное конструирование. В случае контакта двух металлов желательно, чтобы их потенциалы были близки. Кроме того, конструкция деталей не должна допускать участков, где может скапливаться влага.
|
Другой метод - электрохимическая зашита; в случае одной из ее распространенных разновидностей - протекторной зашиты вместо анодного участка создают как бы новый, введя в контакт с защищающим металлом более отрицательный металл, по сравнению с которым прежний анод становится катодом. Этой же цели добиваются, подключив защищаемую деталь к отрицательному полюсу внешнего источника тока. Для нержавеющих сталей в кислотах применяют положительную поляризацию в области потенциалов, отвечающих пассивации.
Для уменьшения скорости электрохимической коррозии целесообразно проводить обработку среды путем уменьшения концентрации деполяризатора за счет нейтрализации кислых сред или удаления кислорода.
Экспериментальная часть.
Опыт №2.
В пробирку с 5-6 мл 1н H2SO4 опустили кусочек цинка. Ничего не наблюдается.
Отрезок медной проволоки диаметром 1-2 мм и длиной 15-20 см очистили наждачной бумагой и, промыв водой, медленно, постоянно наблюдая, ввели в пробирку. Медь, как и следовало ожидать, не взаимодействует с кислотой.
Прикоснулись проволокой к лежащему на дне цинку. Начинает выделяться газ. Через 5-10 минут газ выделяется интенсивнее.
H2SO4 + Zn → H2↑ + ZnSO4
H2SO4 + Cu → реакция не идёт
Анодная реакция: Zn0 = Zn2+ + 2e
Катодная реакция: 2H2O + 2e = 2OH- + H2↑
2H+ + 2e = H2↑
Опыт №3.
Влияние механических напряжений в металле на его коррозию.
Поверхность стальной проволоки очистить наждачной бумагой, обезжирить ацетоном, промыть водой и досуха протереть фильтровальной бумагой. Проволоку согнуть так, чтобы на отдельных её участках была различная степень деформации. Поместить проволоку в плоскую чашу и залить 3-%-ным раствором NaCl, добавив 3 капли K3[Fe(CN)6] и 2 капли фенолфталеина.
Участки с большим количеством изгибов окрасились в синий – значит эти участки аноды. Прямые окрасились в розовый – катоды.
(-)A: Fe0 – 2e → Fe2+
(+)K: 2H2O + 2e → H2 + 2OH-
Опыт №4.
|
|
Двойное оплодотворение у цветковых растений: Оплодотворение - это процесс слияния мужской и женской половых клеток с образованием зиготы...
Папиллярные узоры пальцев рук - маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни...
Индивидуальные и групповые автопоилки: для животных. Схемы и конструкции...
История создания датчика движения: Первый прибор для обнаружения движения был изобретен немецким физиком Генрихом Герцем...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!