Bài giảng điện tử môn hóa học: ăn mòn kim loại doc

TẦM QUAN TRỌNG CỦA VIỆC NGHIÊN CỨU VỀ CHỐNG ĂN MÒN KIM LOẠI  Ngày nay vật liệu kim loại chiếm vị trí quan trọng nhất trong nền kinh tế quốc dân, do có hoạt tính cao chúng bị môi trường

CÁC VẤN ĐỀ CẦN TÌM HIỂU

CỨU CHỐNG ĂN MÒN KIM LOẠI

MÒN KIM LOẠI

CỦA TỪNG PHƯƠNG PHÁP

TẦM QUAN TRỌNG CỦA VIỆC NGHIÊN CỨU

VỀ CHỐNG ĂN MÒN KIM LOẠI

 Ngày nay vật liệu kim loại chiếm vị trí quan trọng nhất trong nền kinh tế quốc dân, do có hoạt tính cao chúng bị môi trường tác động làm phá hủy dần từ ngoài vào trong.

 Ở các nước công nghiệp phát triển, người ta ước tính thiệt hại do ăn mòn chiếm khoảng 3% tổng sản phẩm quốc dân, thiệt hại sẽ lớn hơn nếu tính cả cho chi phí bảo dưỡng, thay thế vật liệu và hậu quả của ăn mòn làm

ô nhiễm môi trường và mất cân bằng sinh thái.

 Ở Việt Nam, do có khí hậu nóng ẩm, tỷ lệ sử dụng vật liệu kim loại còn cao Vì vậy thiệt hại do ăn mòn còn có thể lớn hơn.

Nước biển có chứa muối hòa tan (nước mặn) nên dẫn điện tốt, bởi vậy các công trình biển bị ăn mòn mạnh

do các dòng điện hóa tăng cường, không chỉ ở bề mặt kim loại tiếp xúc với nước biển mà ở cả trong cột bê tông…

Ăn mòn biển còn đặc trưng bằng các lớp sinh vật bám như: hầu, hà, rong, rêu…Vì biển ngày càng được khai thác nhiều hơn, các công trình biển như: cảng, dàn khoan dầu, khí…Số lượng tàu thuyền…ngày càng nhiều nên ăn mòn biển thiệt hại rất lớn Các công nghệ để phòng, chống và giảm tác hại của ăn mòn biển chủ yếu là tạo các lớp vật liệu bảo vệ bền, các lớp bảo vệ đặc hiệu, các phương pháp diện

BIỂU ĐỒ VỀ SỰ PHÂN BỐ THIỆT HẠI

Ăn Mịn Kim Loại Là Gì?

hợp kim do tác dụng hóa học của môi trường xung quanh (theo ngh a r ng ĩ ộ

xung quanh (theo ngh a r ng ĩ ộ là sự phá hủy vật liệu), trong đó nguyên tử kim loại bị oxy hóa thành ion dương kim loại.

M - ne  Mn+

Ăn mòn kim loại

Ăn mòn không khí

Ăn mòn đất

Ăn mòn nước biển

…

Ăn mòn Cục bộ

Ăn mòn toàn bộ

BẢNG PHÂN LOẠI ĂN MÒN KIM LOẠI

 Định nghĩa: Sự phá hủy kim loại do kim loại phản ứng hĩa học với chất khí hoặc hơi nước ở nhiệt độ cao

 Quá trình ăn mịn là kết quả của phản ứng dị thể

3Fe + 2CO2 = Fe3O4 + 2C 3Fe + 4H2O = Fe3O4 + 4H2 

ĂN MÒN HÓA HỌC

 Định nghĩa: Ăn mòn điện hóa là sự phá hủy kim loại do kim loại tiếp xúc với dung dịch chất điện ly tạo nên dòng điện.

 Cơ chế ăn mòn điện hóa

 Gồm ba quá trình cơ bản là:

Quá trình Anod

Quá trình Catod

Quá trình dẫn điện

Ăn Mịn Điện Hĩa

Quá Trình Anod

Quá trình Anod: là quá trình oxy hóa điên hóa trong đó kim loại chuyển vào dung dịch dưới dạng ion và giải phóng điện tử:

M  Mn+ + ne

Đặc biệt khi trong dung dịch có những ion kim loại có điện thế cực dương hơn kim loại bị ăn mòn thì quá trình xảy ra:

M  Mn+ + ne

Mn’’+  Mn+ + ne

 Quá trình Catod: là quá trình khử điện hóa, trong đó các chất oxy hóa nhận điện tử do kim loại bị ăn mòn giải phóng ra.

 Nếu “Ox” là H+ thì quá trình catod xảy ra:

2H+ + 2e  H2

Nếu “Ox” là O2 thì quá trình catod xảy ra:

* Với môi trường acid:

O2 + 4H+ + 4e  2H2O

* Với môi trường trung tính hoặc bazơ:

Quá Trình Catod

Quá Trình Dẫn Điện

 Các diện tử do kim loại bị ăn mòn giải phóng ra sẽ di chuyển từ nơi có phản ứng Anod tới nơi có phản ứng Catod, còn các ion dịch chuyển trong dung dịch.

Hai điện cực cùng chất

Thí nghi m 1: ệ

Điều kiện ăn mòn điện hóa:

Thí Nghi m 3: ệ

Thí Nghi m 3: ệ

* Thay dung d ch đi n ly b ng dung d ch khoâng đi n lyị ệ ằ ị ệ

* Thay dung d ch đi n ly b ng dung d ch khoâng đi n lyị ệ ằ ị ệ

Dung d ch ị khoâng di n ệ

ly.

 Không xảy ra quá trinh ăn mòn

Thí nghi m 4 ệ : (mô tả)

 xảy

ra quá trinh ăn

mòn

 Các điện cực phải khác nhau.

 Các điện cực phải tiếp xúc với nhau.

 Các điện cực phải cùng tiếp xúc với một dung dịch chất điện ly.

Nguyên Tắc:

Làm thế nào để giảm tối đa dòng ăn mòn kim loại khi kim loại tiếp xúc với môi trường.

Các phương pháp:

Chọn và chế tạo vật liệu chống ăn mòn cao

 Xử lí môi trường

Các phương pháp chống ăn

mòn hóa học

chống gỉ.

mạ Crom, mạ Nhôm, mạ Niken …

►Những kim loại có tính thụ động hoặc hợp kim chứa Cr như: Cr, Thép chứa Ti-Al…

►Những kim loại có khả năng tạo sản phẩm chống ăn mòn khi tiếp xúc với môi trường như: Cu, Zn, Pb, Al…

►Trong quá trình SX có thể thêm phụ gia để tạo san phẩm chống ăn mòn tốt như: Al-Cu, Cu-Zn…

 Mục đích: tăng vẻ đẹp cho vật liệu và chống ăn

 Ngoài ra còn có lớp phủ hữu cơ như: sơn, dầu,

nhớt…

* Bảo vệ Catod:

thế thấp hơn và bị ăn mòn, hư hại dần để bảo vệ kim loại cần bảo vệ.

VD: để bảo vệ vỏ tàu bằng đồng, người ta phủ một lớp kẽm bên ngoài.

kéo theo giảm dong ăn mòn, KL cần bảo vệ được nối với cực âm, KL bảo vệ nối với cực dương.

VD: bảo vệ đường ống dẫn dầu trong lòng đất Nối

đường ống này với cực âm của nguồn 1 chiều, cực

dương được nối với thép phế liệu.

*Bảo vệ anod:

 Phân cực anod để tạo một lớp thụ động làm dòng

ăn mòn giảm một cách đáng kể Khi đó thế của kim loại sẽ chuyển dịch từ thế âm sang thế dương

Ứng Dụng Chống Ăn Mòn

Kim Loại

► Được ứng dụng trong công nghệ mạ điện lên bề mặc

kim loại như: Mạ kẽm, mạ đồng, mạ vàng, niken…vừa chống an mòn kim loại vừa làm đẹp bề mặc vật liệu

được mạ

► Được ứng dụng trong các công trình xây dựng như:

Cầu, cống, các công trình ven biển, nhà ở…nhờ việc lựa chọn vật liệu tốt, mạ, sơn bên ngoài vật liệu một lớp

làm tăng tuồi thọ của vật liệu

► Vỏ tàu thuyền được mạ một lớp đồng bên ngoài nhằm

Xin Chân

Thành Cám Ơn

Cô Và Các Bạn