Sự ăn mòn kim loại –

Căn cứ vào môi trường và cơ chế của sự ăn mòn kim loại, người ta phân thành hai dạng chính: ăn mòn hoá học và ăn mòn điện hoá. Ản mòn hoá học thường xảy ra ở những bộ phận của thiết bị lò đốt hoặc những thiết bị thường xuyên phải tiếp xúc với hơi nước và khí oxi.Thí dụ : 3Fe+4H2O –> FeO + 4H.f2Fe +3Cl. – 2FeCls3Fe +2O – FeO, Như vậy : An mòn hoá học là quá trình oxi hoá – khử, trong đó các electron L L S S LLLL SLLSG LS LS L L SLS LLLL LLS LLLL GL S GGG SSS2. Ản mòn điện hoá học Ản mòn điện hoá học là loại ăn mòn kim loại phổ biến và nghiêm trọng nhất trong tự nhiên. a) Khái niệm về ăn mòn điện hoá học Rót dung dịch H2SO4 loãng vào cốc thuỷ tinh rồi cắm hai lá kim loại khác nhau, thí dụ một lá Zn và một lá Cu vào cốc. Nối hai lá kim loại bằng một dây dẫn có mắc nối tiếp với một điện kế (hình 5.13). Hiện tượng : – Khi chưa nối dây dẫn, lá Zn bị hoà tan và bọt hiđro thoát ra ở bề mặt lá Zn.- Khi nối dây dẫn, lá Zn bị ăn mòn nhanh trong dung dịch điện li, kim điện kế bị lệch, bọt khí H2 thoát ra cả ở lá Cu.Giải thích : – Khi chưa nối dây dẫn, kẽm bị ăn mòn hoá học do phản ứng oxi hoá kẽm bởi ion H” trong dung dịch axit:Thí nghiệm về ăn mòn điện hoá họcZn + 2H” —» Zn?t + H. Bọt khí H2 sinh ra trên bề mặt lá Zn. – Khi nối các thanh đồng và kẽm bằng một dây dẫn, một pin điện đã được hình thành (gọi là pin Vôn-ta), trong đó kẽm là cực âm, đồng là cực dương. Các electron di chuyển từ lá Zn sang lá Cu qua dây dẫn, tạo ra dòng điện một chiều. Dòng điện này làm cho kim điện kế bị lệch. Các ion H” trong dung dịch H2SO4 di chuyển về lá Cu (cực dương) nhận electron (các electron này đã di chuyển từ cực kẽm sang cực đồng) bị khử thành H2 và sau đó thoát ra khỏi dung dịch:2H” + 2e → H2 (sự khử) Phản ứng điện hoá chung xảy ra trong pin :Zn + 2H” —» Zn?t + H. Kết quả, lá Zn bị ăn mòn điện hoá đồng thời với sự tạo thành dòng điện. Quá trình ăn mòn như vậy được gọi là ăn mòn điện hoá học.Như thế, ăn mòn điện hoá học là quá trình oxi hoá – khử, trong đó kim loại bị ăn mòn do tác dụng của dung dịch chất điện lị và tạo nên dòng electron chuyển dời từ cực âm đến cực dương.133 b)c)134Điều kiện xảy ra ăn mòn điện hoá học Từ thí nghiệm về ăn mòn điện hoá học, rút ra được những điều kiện sau : Các điện cực phải khác nhau về bản chất, có thể là cặp hai kim loại khác nhau, hoặc cập kim loại — phi kim, hoặc cặp kim loại – hợp chất hoá học, thí dụ xementit FeạC, trong đó kim loại có thế điện cực chuẩn nhỏ hơn là cực âm. Như vậy kim loại nguyên chất khó bị ăn mòn điện hoá học, Các điện cực phải tiếp xúc trực tiếp hoặc gián tiếp với nhau qua dây dẫn. Các điện cực cùng tiếp xúc với dung dịch chất điện li. Thiếu 1 trong 3 điều kiện trên sẽ không xảy ra ăn mòn điện hoá học. Trong thực tế, các quá trình ăn mòn kim loại diễn ra rất phức tạp, có thể bao gồm cả sự ăn mòn hoá học và ăn mòn điện hoá. Nhưng ăn mòn điện hoá thường đóng vai trò chủ yếu. Ản mòn điện hoá học hợp kim của sắt (gang, thép) trong không khí ẩm Sự ăn mòn điện hoá học các hợp kim của sắt (gang, thép) trong không khí ẩm có ảnh hưởng đặc biệt nghiêm trọng đối với nền kinh tế của các quốc gia. Đây là một quá trình phức tạp, có thể mô tả một cách giản lược như sau : Gang, thép là hợp kim Fe – C và một số nguyên tố khác. Không khí ẩm có hoà tan khí CO2, O3… tạo ra lớp dung dịch chất điện li phủ lên bề mặt gang, thép, làm xuất hiện vô số pin điện hoá mà Fe là cực âm, C là cực dương (hình 5.14),O. 2но + 4e 4OH Lớp dd chất điện ||Fe?”Wat bang gang thépHình 5.14. Ản mòn điện hoá hợp kim của sắt- Ở cực âm xảy ra sự oxi hoá : Fe —> Fe2″ + 2e – Ở cực dương xảy ra sự khử: O + 2H2O + 4e – 4OH(Trong môi trường axit; O2 + 4H” + 4e– → 2H2O) Ion Feo” tan vào dung dịch chất điện li có hoà tan khí oxi. Tại đây, ion Feo” tiếp tục bị oxi hoá tạo ra gỉ sắt có thành phần chủ yếu là Fe2O3…nH2O.III – CHỐNG ẢN MÖN KIM LOAI12.Khối lượng kim loại bị ăn mòn trung bình hằng năm trên thế giới bằng 20-25% khối lượng kim loại được sản xuất. Sự ăn mòn kim loại đã gây tổn thất to lớn về nhiều mặt cho nền kinh tế quốc dân và đời sống con người. Có nhiều phương pháp bảo vệ kim loại khỏi bị ăn mòn. Phổ biến hơn cả là phương pháp bảo vệ bề mặt và bảo vệ diện hoá.Phương pháp bảo vệ bề mặt Phương pháp bảo vệ bề mặt là phủ lên bề mặt kim loại một lớp sơn, dầu mỡ, chất dẻo hoặc tráng, mạ bằng một kim loại khác. Lớp bảo vệ bề mặt kim loại phải bền vững với môi trường và có cấu tạo đặc khít không cho không khí và nước thấm qua. Nếu lớp bảo vệ bị hư hỏng, kim loại sẽ bị ăn mòn. Phương pháp điện hoá Phương pháp bảo vệ điện hoá là dùng một kim loại làm “vật hi sinh” để bảo vệ vật liệu kim loại. Thí dụ, để bảo vệ vỏ tàu biển bằng thép, người ta gắn các lá Zn vào phía ngoài vỏ tàu ở phần chìm trong nước biển (nước biển là dung dịch chất điện lị). Phần vỏ tàu bằng thép là cực dương, các lá Zn là cực âm. – Ở anot (cực âm): Zn bị oxi hoá Zn → Zno” + 2e – Ở catot (cực dương): O, bị khử 2H2O + O2 + 4e– → 4OH– Kết quả là vỏ tàu được bảo vệ, Zn là “vật hi sinh”, nó bị ăn mòn. Nhưng tốc độ ăn mòn điện hoá của kẽm trong điều kiện này tương đối nhỏ và vỏ tàu được bảo vệ trong thời gian dài. Sau một thời gian nhất định, người ta thay những lá Zn bị ăn mòn bằng những lá Zn khác.135Bản chất của ăn mòn hoá học và ăn mòn điện hoá học có gì giống và khác nhau ? Câu nào đúng trong các câu sau ? Trong ăn mòn điện hoá học, xảy ra A. sự oxi hoá ở cực dương B. sự khử ở cực âm C. Sự oxi hoá ở cực dương và sự khử ở cực âm D, sự oxi hoá ở cực âm và sự khử ở cực dương. Trong các trường hợp sau, trường hợp kim loại bị ăn mòn điện hoá học là A. kim loại Zn trong dung dịch HCl B, thép cacbon để trong không khí ẩm C. đốt dây Fe trong khí Oz D, kim loại Cu trong dung dịch HNO3 loãng. Một sợi dây phơi quần áo bằng đồng được nối tiếp với một đoạn dây nhôm. Hãy cho biết có hiện tượng gì xảy ra ở chỗ nối của 2 kim loại. Giải thích và đưa ra nhận xét. Có những vật bằng sắt được tráng thiếc hoặc tráng kẽm, a) Giải thích vì sao thiếc và kẽm có thể bảo vệ được kim loại sắt. b). Nếu trên bề mặt của những vật đó có những vết Sây sát sâu tới lớp sắt bên trong,hāy cho bi – Có hiện tượng gì xảy ra khi để những vật đó trong không khí ẩm, – Trình bày cơ chế ăn mòn đối với những vật trên.

Bài giải này có hữu ích với bạn không?

Sự ăn mòn kim loại

--Chọn Bài--

↡

Tài liệu trên trang là MIỄN PHÍ, các bạn vui lòng KHÔNG trả phí dưới BẤT KỲ hình thức nào!