Лабораторные работы по общей химической технологии (стр. 9 )

Рис. 5.1. Схема лабораторной установки: 1 – мерная бюретка, 2 – кран, 3 – емкость, 4 – испытуемый образец, 5 – стеклянная подвеска

Она представляет собой стеклянную емкость объемом 1-2литра 3, заполненную на две трети 5%-ным раствором серной кислоты. Емкость, герметично закрывающуюся резиновой пробкой, имеет внизу краник 2, через который в ходе эксперимента вытесненная кислота сливается в мерную бюретку 1. Испытуемый образец 4 помещают в емкость 3 при помощи стеклянной подвески 5.

Порядок проведения эксперимента

       Перед проведением эксперимента образцы предварительно нужно подготовить, для чего с помощью мелкой наждачной бумаги их поверхность тщательно зачищают. После этого штангенциркулем определяют их геометрические размеры: высоту, ширину и толщину. Далее определяют площадь образца (в см2) и результаты расчета записывают в таблицу 5.1.

       Поверхность образца тщательно обезжиривают раствором соды или ацетоном, взвешивают на аналитических весах, надевают на стеклянный крючок подвески 5 и помещают в емкость 3, плотно закрыв резиновую пробку, после чего открывают кран 2. Фиксируют уровень вылившейся из емкости кислоты и отмечают время начала эксперимента. Кран 2 остается открытым до конца эксперимента, который длится 60-100 мин. Через каждые 20 мин определяют количество вытесненной кислоты и данные записывают в таблицу 5.1.

       По окончании эксперимента кран 2 необходимо закрыть, извлечь из емкости испытуемый образец, тщательно промыть водой, просушить и взвесить, вновь записав данные в таблицу.

Таблица 5.1

Экспериментальные данные по определению скорости коррозии

Материал образца	Площадь, S, см2	Масса образца, г	Дmгр=mн – mк, г	Объем вытесненной кислоты v (мл) за время*
Начальная mн	Конечная mк	20 мин	40 мин	60 мин	80 мин	100 мин

* - объем вытесненной кислоты соответсвует показаниям бюретки.

4. Обработка результатов эксперимента

       Для определения убыли металла исходят из того, что при растворении одного грамм-моля железа (55,85г.) при нормальных условиях (760 мм рт. ст. и 273К) выделяется 22,4л водорода. Следовательно,

(5.1)

здесь vi – объем выделившегося водорода за соответствующий интервал времени (таблица 5.2).

       Скорость коррозии щкор образца определяют по уравнению:

(5.2)

здесь Дt – время эксперимента, ч; S – площадь образца, см2.

       Глубинный показатель коррозии, характеризующий уменьшение толщины металла в единицу времени, определется по формуле:

(5.3)

Здесь с – плотность материала образца, кг/м3.

Таблица 5.2

Результаты обработки экспериментальных данных

Интервал времени, Дt, мин	Объем выделившегося водорода Дvi, г*	Масса растворенного металла, Дmi, г	Скорость коррозии (щкорр)i, г/(см2ч)	Глубинный показатель коррозии, Пi, мм/год
0-20
20-40
40-60
60-80
80-100

*- объем вылелившегося водорода соответсвует объему вытесненной кислоты

В практике эталонным обычно считается гравиметрический метод испытания.

Средняя скорость коррозии, определенная гравиметрическим методом, рассчитывается по формуле:

(5.4)

здесь - убыль материала образца, определенная гравиметрическим методом, г (см. табл 5.1); t – полное время эксперимента, выраженное в часах.

       Средняя скорость коррозии, определенная объемным методом, рассчитывается как

(5.5)

где n – количество слагаемых (щкорр)i.

Масса растворенного металла (г), рассчитанная объемным методом, определяется по формуле:

где Дmi – данные из таблицы 5.2.

Тогда глубинный показатель коррозии по гравиметрическому методу составит

(5.7)

       

Средняя величина глубинного показателя по объемному методу определяется как

(5.8)

здесь Пi – данные таблицы 11.2.

       Погрешность объемного метода определяют по уравнению

или

(5.9)

       

Все результаты расчетов вносят в таблицу 5.3.

Таблица 5.3

Сводная таблица результатов, полученных двумя методами

Материал образца	Масса растворенного металла Дmi, г	Средняя скорость коррозии (щкорр)ср, г(см2.ч)	Глубинный показатель коррозии Пi, мм/год
гравимет рический	объемный	Гравимет рический	объемный	Гравимет рический	объемный

5. Задание к работе

Для наглядности результаты расчета экспериментальных данных следует представить графиком зависмости (щкорр)=f(t).

В выводах по работе необходимо отразить :

1. коррозионную стойкость испытуемых образцов по 10-бальной шкале, представленную в таблице 5.4.

2. характер коррозионного процесса и его развитие во времени.

Таблица 5.4

Десятибальная шкала коррозионной стойкости металлов

Металлы	Глубинный показатель, мм/год	Балл
Совершенно стойкие	Менее 0,001	0
Весьма стойкие	0,001-0,005 0,005-0,01	1 2
Стойкие	0,01-0,05 0,05-0,1	3 4
Пониженностойкие	0,1-0,5 0,5-1,0	5 6
Малостойкие	1,0-5,0 5,0-10,0	7 8
Нестойкие	Свыше 10,0	9

Блиц-тест

1.Электрохимическую коррозию металла вызывает

A. контакт металла с кислородом                B. контакт металла с оксидами серы

C. контакт с другими металлами                D. контакт металла с электролитами

Е. электричество

2. Химическую коррозию металла вызывают

A. кислород        B. все перечисленные вещества        C. хлор

D. оксиды серы        E. контакт с другими металлами

3. К электрохимическим методам защиты металлов от коррозии относится

A. никелирование        B. Шлифование                E. деструкция

C. воронение        D. катодная защита

4. В качестве легирующих добавок при получении нержавеющих сталей используют

A. Zn и Mn        B. Ag и Au        C. Ni и Cu

D. Cr и Ni        E. K и Na

5. Глубинный показатель коррозии определется по формуле:

A.        B.                C.