Химия (стр. 17 )

Выбор способов защиты от коррозии определяется характером коррозии и условиями се протекания. Все методы защиты делятся на группы:

а) изменение природы металла (легирование);

б) защитные покрытия;

в) электрохимическая защита;

г) изменение свойств коррозийной среды.

Cпособы защиты металлов от коррозии

Легирование – эффективный метод повышения коррозийной стойкости металлов. При легировании вводят компоненты, вызывающие наряду с пассивированием металла, повышение его жаростойкости и жаропрочности. Это такие добавки, как хром, никель, вольфрам и т. п.

Защитные покрытия бывают металлические и неметаллические. Металлические покрытия, в свою очередь, разделяются на анодные (металл-покрытие более активен, чем защищаемый) и катодные (металл-покрытие менее активен, чем защищаемый).

Более эффективными являются анодные покрытия, так как при нарушении их целостности будет корродировать покрытие, а не защищаемый металл. Например, для железа анодным покрытием будут Zn, Cr и др. Примером катодного покрытия могут служить Sn, Ag, Ni.

Лакокрасочные покрытия, эмали относятся к неметаллическим покрытиям. Они должны быть стойкими к высоким температурам, кислотам, щелочам, бензину и другим агрессивным факторам.

Электрохимическая защита - это протекторная и катодная защита.

Протекторная защита наиболее часто используется для предохранения конструкций (подземных трубопроводов, кабелей, корпусов судов), находящихся в среде электролита (морской воде, почве). Электрохимическая защита осуществляется присоединением к защищаемой конструкции металла с более отрицательным значением электродного потенциала, который, выполняя роль анода, разрушается.

Катодная защита заключается в том, что защищаемые изделия подключают к отрицательному полюсу внешнего источника тока. В электродной среде изделие становится катодом, что и предотвращает его разрушение, а анодом служит вспомогательный электрод.

Изменение свойств коррозийной среды. Снизить агрессивность коррозийной среды можно: дезаэрацией (удалением) кислорода, изменением рН среды, введением ингибиторов. Ингибиторы, адсорбируясь на коррозийной поверхности, тормозят процессы, тем самым уменьшая скорость коррозии.

ИНДИВИДУАЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ

1.  Медь покрыта слоем олова ( какое это покрытие?) находится в кислой среде без доступа кислорода. Составьте электрохимическую схему и уравнение коррозионных процессов при нарушении целостности покрытия.

2.  Составьте электрохимическую схему и уравнения коррозионных процессов, протекающих при контакте цинка с серебром находящихся в серной кислоте в присутствии кислорода.

3.  Оцинкованное железо находится в нейтральной среде. С какой деполяризацией будет протекать коррозия металла при нарушении целостного покрытия? Составьте электрохимическую схему и уравнения коррозионных процессов.

4.  Луженое железо находится в нейтральной среде без доступа кислорода. Составьте электрохимическую схему и напишите уравнения коррозионных процессов при нарушении целостности покрытия.

5.  Какой металл будет корродировать и какое вещество будет восстанавливаться при контакте железа с кадмием, находящихся в кислой вреде в присутствии кислорода? Составьте электрохимическую схему и приведите уравнения коррозионных процессов.

6.  Составьте электрохимическую схему меди в контакте с цинком, находящихся в водном растворе серной кислоты. С какой деполяризацией (водородной или кислородной) протекает процесс коррозии? Напишите уравнения коррозионных процессов.

7.  Приведите схему протекторной защиты стальной конструкции в растворе хлорида натрия. Напишите уравнения электрохимических процессов.

8.  Железо находится в контакте с медью в условиях влажной атмосферы. Составьте электрохимическую схему образовавшегося гальванического элемента и уравнения электродных процессов. Какой металл будет корродировать?

9.  Электрохимическая коррозия медных изделий возможна в нейтральной среде при доступе кислорода. Напишите анодно-катодные процессы протекающие при этой коррозии.

10. Какое покрытие железа хромовое или никелевое является наиболее надежным в нейтральной среде при нарушении его целостности? Ответ обоснуйте уравнениями коррозионных процессов.

11. Составьте электрохимическую схему протекторной защиты свинцового кабеля в кислой почве. Напишите уравнения электродных процессов.

12. Составьте схему коррозионного процесса, протекающего при контакте цинка с никелем, находящихся в воде в присутствии кислорода. Какой металл будет корродировать? Напишите уравнения электродных процессов.

13. Объясните сущность катодной защиты металлов от коррозии. Приведите пример защиты металлических изделий в условиях кислой среды с доступом кислорода. Составьте уравнения анодно-катодных процессов.

14. С какой деполяризацией будет корродировать свинец в кислой среде при свободном доступе кислорода. Приведите уравнения электрохимических процессов.

15. Приведите один из способов электрохимической защиты металлических труб, находящихся в кислой почве. Составьте его электрохимическую схему и напишите уравнения протекающих при этом электродных процессов.

16. Как происходит электрохимическая коррозия луженого железа при нарушении покрытия в кислой среде? Составьте схему коррозионного гальванического элемента. Напишите уравнения электродных процессов и суммарной реакции процесса коррозии. Каков характер покрытия?

17. Как происходит электрохимическая коррозия оцинкованного железа при нарушении покрытия? Составьте схему коррозионного гальванического элемента. Напишите уравнения электродных процессов и суммарной реакции (в ионном виде) процесса коррозии. Каков характер покрытия?

18. Железная деталь находится в контакте со свинцом в атмосферных условиях (Н2O + O2). Составьте схему коррозионного гальванического элемента. Напишите уравнения электродных процессов и суммарной реакции (в ионном виде) процесса коррозии.

19. Стальные (железные) диски сцепления крепятся алюминиевыми заклепками. Составьте схему коррозионного гальванического элемента, возникающего при коррозии в кислой среде. Напишите уравнения электродных процессов и суммарной реакции процесса коррозии.

20. Серебряное покрытие на железном (стальном) изделии имеет повреждение. Запишите схему образовавшегося коррозионного гальванического элемента в атмосферных условиях (Н2O + О2). Напишите уравнения электродных процессов и суммарной реакции (в ионном виде) процесса коррозии. Каков характер покрытия?

21. Составьте схему коррозионного гальванического элемента, возникающего при повреждении никелированной стальной (железной) детали в кислой среде с доступом кислорода. Напишите уравнения электродных процессов и суммарной реакции (в ионной форме) процесса коррозии. Каков характер покрытия?

22. Алюминий и медь находятся в контакте в кислой среде (Н+). Составьте схему образовавшегося коррозионного гальванического элемента. Напишите уравнения электродных процессов и суммарной реакции (в ионном виде) процесса коррозии.

23. Цинк и никель находятся в контакте в кислой среде с доступом кислорода. Составьте схему образовавшегося коррозионного гальванического элемента. Напишите уравнения электродных процессов и суммарной реакции (в ионном виде) процесса коррозии.

24. Возможна ли коррозия олова в водном растворе с рН=6 при контакте с воздухом? При каких условиях возможна коррозия с выделением водорода.?

25. Магний корродирует в морской воде (рН=8) при контакте с воздухом. Напишите уравнения реакций анодного и катодного процессов.

26. Приведите примеры катодных и анодных покрытий для кобальта. Составьте уравнения катодных и анодных процессов во влажном воздухе.

27. Железо покрыто катодным покрытием и находится в соляной кислоте. Составьте схему коррозионного гальванического элемента и напишите катодных и анодных реакции при нарушении целостности покрытия.

28. Железное изделие покрыли свинцом. Какое покрытие? Составьте схему коррозионного процесса, при нарушении целостности покрытия во влажном воздухе.

29. Приведите пример протекторной защиты железа в электролите, содержащем растворенный кислород.

30. Цинк в контакте с кадмием находится в нейтральной среде в присутствии кислорода. Напишите уравнения анодного и катодного процессов.

Литература

1.  Коровин химия. – М.: Высш. шк. – 2000

2.  Л Общая химия /Под ред. . – М.: Интеграл –Пресс, 2002

3.  , Никольский химия. - СПб.: Химия,1999.

4.  Задачи и упражнения по общей химии /Под ред. / – М.: Высш. шк., 2004.

5.  Глинка и упражнения по общей химии /Под ред. . – М.: Интеграл-пресс, 2004

6.  , Тихонова . Практикум. – Мн.: МГВРК, 2006

7.  Тихонова . Индивидуальные задания Ч.2. Растворы. Электрохимические процессы и явления. – Мн.: МГВРК. 2000

8.  , , Антонова . Опорный конспект лекций и индивидуальные задания. Часть 1. «Общие закономерности химических процессов» Мн.: МГВРК, 2010

Содержание

Предисловие 3 Учебная программа курса«Химия» 4 Таблица вариантов индивидуальных заданий 8

Общие методические указания по изучению курса «Химия» и

выполнению контрольных работ 9

1. Основные химические понятия и физические величины в

химии 11 2. Общие закономерности протекания химических реакций 15

2.1 Энергетика химических реакций 15 2.2 Кинетика химических реакций 26 2.3 Химическое равновесие 35 3. Растворы 43 3.1Способы выражения состава растворов 43 3.2 Электролитическая диссоциация. Водородный показаРеакции ионного обмена. Гидролиз. Окислительно-

восстановительные реакции 59 4 Электрохимические процессы и явления 74 4.1Электродные потенциалы. Гальванические элементы 74 4.2 Электролиз 85 4.3 Коррозия металлов, защита от коррозии 93 Литература 100 Приложения 102

Приложения

Приложение 1

Таблица: стандартные энтальпии образования ∆fH0, энтропии S0 и энергии Гиббса образования ∆fG0 некоторых веществ