Коррозия металлов и методы борьбы с ней
Коррозия металлов и меры борьбы с ней.
Тип урока: теоретическое.
Дидактическая цель: Закрепить и углубить знания полученные в школе на уроках химии и физики.
Цели урока:
1. сформировать представления о коррозии, как окислительно – восстановительном процессе, о способах защиты металлов о коррозии.
2. Воспитывать трудолюбие, нравственность, интерес к предмету.
3. Развивать мышление учащихся, их самостоятельность и активность в овладении знаниями.
4. Обеспечить реализацию политехнизма, формировать практические умения и навыки.
Оборудование: 4 стаканчика, 4 гвоздя, медная проволока, цинковая пластинка, соляная кислота. ММП.
План урока:
1. Опрос домашнего задания - 15 мин.
2. Изучение нового материала – 63 мин.
3. Закрепление нового материала - 10.
4. Домашнее задание – 2 мин
Ход урока.
1. Опрос домашнего задания.
1. Написать химические свойства металлов, написать уравнения химических реакций.
2.Что показывает ряд напряжения металлов?
3. Выполнить упражнения :
- В два сосуда с голубым раствором медного купороса поместили в первый цинковую пластинку, а во второй серебряную. В каком сосуде цвет раствора постепенно пропадает? Почему? Составьте электронные и молекулярные уравнения соответствующей реакции.
-Увеличится, уменьшится или останется без изменения масса цинковой пластинки при взаимодействии ее с растворами: а)CuSO4; б) MgSO4; в) Pb(NO3)2? Почему? Составьте электронные и молекулярные уравнения соответствующих реакций.
При какой концентрации ионов Zn2+ (в моль/л) потенциал цинкового электрода будет на 0,015 В меньше его стандартного электродного потенциала?
4. Почему нельзя получать меди при взаимодействии натрия с раствором хлорида меди. Составьте уравнения реакций.
5. Решение упражнений. Осуществить превращение
а) Zn ZnO b) Cu CuO CuCl 2
ZnCl2
c) Cu Cu(OH) 2 CuCl 2
CuO
2. Объяснение нового материала.
Демонстрация опыта: в 4 стаканчика наливают воду, в 3 стаканчика добавляют по 2 капли соляной кислоты, в первые два стакана кладут стальной гвоздь, в третий – стальной гвоздь соединенный с цинковой пластинкой, в 4 – стальной гвоздь, соединенный медной проволокой.
Рассмотрим, что произошло со стальным гвоздем в воде. Он поржавел большей частью у поверхности воды. Почему? В коррозии одновременно участвуют кислород и вода: 2Fe + 2 H2O + O2 2 Fe (OH)2 Получившийся гидроксид железа окисляется дальше
4 Fe (OH)2 + 2 H2O + O2 2 Fe (OH)4 ( ржавого цвета). С помощью красной и желтой кровяной солей можно обнаружить ионы железа +2 и +3 соответственно по синей окраске. Возьмем воду на пробу из стакана, где проходила коррозия. Реакция не идет, значит ионов железа нет. В случае коррозии под действием кислорода и воды образуется нерастворимые соединения железа.
В стакане, где была вода подкислена, ржавчины не образовалось. Проведем пробу на ионы железа. Ионы присутствуют. В кислой среде идет реакция
Fe + 2 HCl Fe Cl2 + Н2,
где ионы железа +2 окисляются кислородом воздуха
4 Fe Cl2 + 4 HCl + O2 4Fe Cl3 + 2,H2O
Приведем пробу на ионы железа в случае, когда гвоздь контактировал с цинковой пластинкой. Ионов железа мало, об этом можно судить по светло –синей окраске. Цинк более активный, чем железо, металл, он отдает свои электроны железу и окисляется
Znо - 2е Zn+2 При этом цинк переходит в раствор, в паре Zn – Fe он является анодом. На поверхности железа скапливаются электроны, и идет процесс восстановления водорода 2Н+ + 2е Н2
Железо выступает анодом и сохраняется от разрушения.
В паре – Fe – Cu железо выступает анодом и разрушается
Fe о - 2е Fe +2
Поэтому проба на ионы железа показывает высокую концентрацию.
Разберем упражнение:
Как происходит коррозия цинка, находящегося в контакте с кадмием в нейтральном и кислом растворах. Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов. Каков состав продуктов коррозии?
Решение. Цинк имеет более отрицательный потенциал (-0,763 В), чем кадмий (-0,403 В), поэтому он является анодом, а кадмий катодом.
Анодный процесс: Zn 0 - 2e- = Zn2+
катодный процесс:
в кислой среде 2H+2 + 2H2O = H2
в нейтральной среде 0,5O2 + H2O + 2e- = 2OH-
Так как ионы Zn2+ с гидроксильной группой образуют нераст воримый гидроксид, то продуктом коррозии будет Zn (OH)2.
Коррозия – самопроизвольное разрушение ( окисление) металлов под действием факторов окружающей среды.
3. Закрепление – выполнение упражнений
1. Как происходит атмосферная коррозия луженого и оцинкованного железа при нарушении покрытия? Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов. Медь не вытесняет водород из разбавленных кислот. Почему? Однако, если к медной пластинке, опущенной в кислоту, прикоснуться цинковой, то на меди начинается бурное выделение водорода. Дайте этому объяснение, составив электронные уравнения анодного и катодного процессов. Напишите уравнение протекающей химической реакции.
2. Как происходит атмосферная коррозия луженого железа и луженой меди при нарушении покрытия? Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов.
3.Если пластинку из чистого цинка опустить в разбав ленную кислоту, то начавшееся выделение водорода вскоре почти прекращается. Однако при прикосновении к цинку медной палочкой на последней начинается бурное выделение водорода. Дайте этому объяснение, составив электронные уравнения анодного и катодного процессов. Напишите уравнения протекающей химической реакции.
4.В чем сущность протекторной защиты металлов от коррозии? Приведите пример протекторной защиты железа в электролите, содержащем растворенный кислород. Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов.
4. Домашнее задание - Шиманович В.В. упр 115 – 120 , конспект
«Уральский колледж газа, нефти и отраслевых технологий ЗКОУО»
«Утверждаю»
Зам. директора по УР
____________ Мухамбеталиев С.Х.
«____»______________ 2007 г.
Открытый урок на тему: «Коррозия металлов и меры борьбы с ней».
по дисциплине « Физколлоидная химия»
для студентов по специальности: 3925002 «Технология переработки нефти и газа»
Преподаватель Екимова Л.П.
Уральск 2007 г.
Председатель ПЦК химии и технологии нефти и газа
«______» ________________ 2007 г.
Председатель ПЦК __________Потлова Г.А
15