Bài 20. Sự ăn mòn của kim loại

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

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

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 hóa với “điện cực

BIỂU ĐỒ VỀ SỰ PHÂN BỐ THIỆT HẠI

Ăn Mịn Kim Loại Là Gì?

Ăn mịn kim loại là: sự phá hủy kim loại hoặc hợp kim do tác dụng hóa học của môi trường xung quanh (theo nghĩa rộng 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

Theo

cơ chế ăn mòn Theo

môi trường ăn

mòn

Theo phạm vi ăn mòn

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

 Ví dụ: Fe bị ăn mịn bởi khơng khí

3Fe + 2CO 2 = Fe 3 O 4 + 2C 3Fe + 4H 2 O = Fe 3 O 4 + 4H 2 

ĂN MÒN HÓA HỌC

 Định nghĩa: Ăn mòn điện hóa là 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

M  M n+ + ne

M n’’+  M n+ + 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

Ox + ne  Red

 Nếu “Ox” là H + thì quá trình catod xảy ra: 2H + + 2e  H 2

 Nếu “Ox” là O 2 thì quá trình catod xảy ra:

* Với môi trường acid:

O 2 + 4H + + 4e  2H 2 O

O + 2H O + 4e  2OH

-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

 Kim loại khơng bị an mịn

Thí nghiệm 1:

Điều kiện ăn mòn

điện hóa:

Thí Nghiệm 3:

* Thay dung dịch điện ly bằng dung dịch

khoâng điện ly

Dung dịch khoâng diện ly.

 Không xảy ra

quá trinh ăn mòn

Thí nghiệm 4: (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

 Tạo lớp phủ bề mặt bằng kim loại hoặc phi kim

 Xử lí môi trường

 Bảo vệ điện hóa

Các phương pháp chống ăn

mòn hóa học

Niken …

Argon, Heli…

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

Ti-► 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 mòn Mục đích: tăng vẻ đẹp cho vật liệu và chống ăn mòn

 Lớp phủ anod (protêctơ): có tác dụng ngăn cản sự tiếp xúc của kim loại cần bảo vệ với môi trường, cơ chế là dùng kim loại có thế thấp hơp làm vật hi sinh

 Lớp phủ catod: chỉ có thể chống ăn mòn kim loại khi lớp phủ kín Khi đó kim loại phủ có thế dương hơn

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

Cơ chế:

 Thêm vào môi trường chất hóa học với một lượng nhỏ có thể kìm hãm các quá trình phân cực

Phân loại:

* Bảo vệ Catod:

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.

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

Xin Chân

Thành Cám Ơn

Cô Và Các Bạn