− Hiểu được bản chất, điều kiện xảy ra ăn mòn hóa học, an mòn điện hóa.. − Hiểu các biện pháp bảo vệ kim loại không bị ăn mòn và biết vận dụng một số biện pháp thông thường bảo vệ kim lo
Trang 1BÀI 23 : SỰ ĂN MÒN KIM LOẠI.
1) Mục đích yêu cầu :
– Hiểu được thế nào là ăn mòn kim loại
− Hiểu được bản chất, điều kiện xảy ra ăn mòn hóa học, an mòn điện hóa
− Hiểu các biện pháp bảo vệ kim loại không bị ăn mòn và biết vận dụng một số biện pháp thông thường bảo vệ kim loại trong đời sống và sản xuất
2) Tiến trình :
I KHÁI NIỆM :
Ăn mòn kim loại là sự phá hủy kim loại hoặc hợp kim do tác dụng của các chất trong môi trường
Hậu quả KL bị oxi hóa thành các ion dương bởi các quá trình hóa học hoặc điện hóa :
n
II HAI DẠNG ĂN MÒN KIM LOẠI : 1) Ăn mòn hóa học :
− Là quá trình oxi hóa – khử , trong đó các electron
của kim loại được chuyển trực tiếp đến các chất trong môi trường.
TD: 3Fe 4H O 2 to Fe O3 44H2 2Fe 3Cl 2 to 2FeCl3 3Fe 2O 2 to Fe O3 4 2) Ăn mòn điện hóa học : Phổ biến và nghiêm trọng nhất
a) Khái niệm về ăn mòn điện hóa học :
− TN : (Hình vẽ)
– Hiện tượng :
Khi chua nối dây dẫn, lá Zn bị hòa tan và bọt H2 thoát ra ở bề mặt lá Zn
Khi nối dây dẫn, lá Zn bị ăn mòn nhanh, kim điện kế bị lệch, bọt khí H2 thoát ra ở cả lá Cu
– Giải thích :
Khi chưa nối dây dẫn, Zn bị ăn mòn hóa học bởi ion H+ trong dd axit:
2 2
Zn 2H Zn H
Bọt khí sinh ra trên bề mặt lá Zn
Khi nối 2 thanh Zn, Cu bằng dây dẫn pin Vônta hình thành, Zn (–), Cu (+) Các e di chuyển từ Zn
Cu tạo dòng điện 1 chiều, kim điện kế lệch
2 4
Dd H SO
Thí nghiệmvề ănmòn
điệnhóahọc
Cu Zn
e
H 2
Zn
Trang 2Ion H+ trong dd H2SO4 di chuyển đến Cu (+) nhận e (các e này đã di chuyển từ cực Zn sang Cu) bị khử thành H2, thoát ra khỏi dung dịch :
2
2H 2e H (sự khử )
Phản ứng điện hóa chung :
2 2
Zn 2H Zn H
Vậy : Ăn mòn điện hóa là quá trình oxi hóa – khử, trong đó kim loại bị ăn mòn do tác dụng của dung dịch chất điện li và tạo nên dòng electron chuyển dời từ cực âm đến cực dương.
b) Điều kiện xảy ra ăn mòn điện hóa học :
− Các điện cực phải khác nhau về bản chất : Hai kim loại khác nhau, KL – PK, KL – Hợp chất hóa học (Xementit Fe3C)…
– Các điện cực phải tiếp xúc trực tiếp hoặc gián tiếp qua dây dẫn
– Các điện cực cùng tiếp xúc với dung dịch chất điện li
Phải đủ 3 đk trên Thực tê phức tạp gồm cả an mòn hóa học và ăn mòn điện hóa học (chủ yếu)
c) Ăn mòn điện hóa học hợp kim của sắt ( gang, thép) trong không khí ẩm :
− Sự ăn mòn điện hóa học các hợp kim của sắt (gang, thép) trong KK ẩm phức tạp ảnh hưởng nghiêm trọng
– Gang, thép hợp kim Fe – C gồm các tinh thể C (graphit) KK ẩm hòa tan CO2, O2, … dd chất điện li phủ bề mặt gang, thép xuất hiện vô số pin điện hóa với Fe(–), C(+)
– Cực (–) Sự oxi hóa : Fe Fe2 2e
– Cực (+) Sự khử : O2 2H O 4e2 4OH
– Ion Fe2+ tan vào dd chất điện li có hòa tan khí oxi Ion Fe2+ tiếp tục bị oxi hóa dưới tác dụng của ion
OH– tạo ra gỉ sắt có thành phần chủ yếu là
Lớp dd chất điện li
Vậtbằng gang thép
O 2H O Fe 4OH
e
2
Fe
Ănmònđiệnhóahợp kimcủa sắt
Trang 32 3 2
Fe O nH O III CHỐNG ĂN MÒN KIM LOẠI :
a) Phương pháp bảo vệ bề mặt :
Phủ lên bề mặt KL 1 lớp sơn, dầu mỡ, chất dẻo, tráng mạ bằng 1 lớp KL khác bền vững với môi trường, cấu tạo đặc khít, ngăn KK, nước thấm qua
b) Phương pháp điện hóa :
Dùng 1 KL làm “vật hi sinh” để bảo vệ vật liệu KL
TD: Bảo vệ vỏ tàu biển bằng thép gắn các lá Zn vào phía ngoài vỏ tàu phần chìm trong nước biển (dd chất điện li) Vỏ tàu bằng thép cực (+), các lá Zn là cực (–).
– Anot (cực âm) : Zn bị oxi hóa :
2
– Catot (cực dương) : O 2 bị khử :
2H O O 4e 4OH
Vỏ tàu được bảo vệ, Zn là vật hi sinh bị ăn mòn trong điều kiện này với tốc độ nhỏ Các lá Zn được thay định kỳ
Củng cố : GVPV lại :
Ăn mòn kim loại ? Các dạng ăn mòn kim loại ? Điều kiện ? Chống ăn mòn kim loại trong thực tiễn đời sống, …
Bài tập : 1 − 8 Trang 140 − SGK12NC