Коррозия металлов Серебрякова Инга Викторовна, заместитель директора ГБОУ ДППО ЦПКС Красногвардейского района «Информационно-методический центр», учитель химии ГБОУ СОШ 562 Красногвардейского района Санкт-Петербурга Ржа ест железо (русская народная поговорка)

Результат: прямые потери массы металла; косвенные потери - утрата важнейших свойств. Коррозия – рыжая крыса, Грызёт металлический лом. В. Шефнер Ежегодно в мире «теряется» до ¼ произведённого железа…

Коррозия - самопроизвольное разрушение поверхности металлов (сплавов) под влиянием химического и электрохимического воздействия окружающей среды. окислительно-восстановительный процесс, при котором металл окисляется Ме 0 – nē = Ме +n

Виды коррозии

язвенная межкристаллитная сплошная точечная

Причины коррозии - химические и электрохимические процессы окисления, происходящие на поверхности металлических тел при их взаимодействии с внешней средой (неметаллами, водой, оксидами углерода и серы, кислотами, растворами солей, органическими веществами). Например, кислородная коррозия железа в воде: 4Fe + 2Н 2 О + ЗО 2 = 2(Fe 2 O 3 Н 2 О)

Химическая коррозия - металл разрушается в результате его химического взаимодействия с агрессивной средой (сухими газами, жидкостями-неэлектролитами). Образование окалины при взаимодействии материалов на основе железа при высокой температуре с кислородом : 8ē 3Fe 0 + 2O 2 0 (Fe +2 Fe 2 +3 )O 4 -2

Коррозия металла на влажном воздухе Образующиеся на аноде ионы Fe 2+ окисляются до Fe 3+ : 4Fe 2+ (воду.) + O 2 (г.) + (2n + 4)H 2 O (ж.) = 2Fe 2 O 3nH 2 O (тв.) + 8H + (воду.)

Электрохимическая коррозия - в среде электролита возникает электрический ток при контакте двух металлов (или на поверхности одного металла, имеющего неоднородную структуру); - коррозия напоминает работу гальванического элемента: происходит перенос электронов от одного участка металла к другому (от металла к включению). Fe Cu ē ē H2H2 Fe 2+ H+H+ H+H+ Fe 0 - 2ē Fe 2+ 2H + + 2ē H 2 ______________________________ Fe 0 + 2H + Fe 2+ + H 2 Скорость коррозии больше, чем дальше друг от друга расположены металлы в электрохимическом ряду напряжений: более активный металл разрушается

Коррозия при контакте металлов Легче окисляется _________________________________________ В этом случае анодом служит ______________________________, этот металл и разрушается.

Легче окисляется ________________________________________ В этом случае анодом служит ______________________________, этот металл и разрушается. Коррозия при контакте металлов

Защита от коррозии Изоляция металла от среды Изменение состава металла (сплава) Изменение среды

Барьерная защита - механическая изоляция поверхности при использовании поверхностных защитных покрытий : неметаллических (лаки, краски, смазки, эмали, гуммирование (резина), полимеры); металлических (Zn, Sn, Al, Cr, Ni, Ag, Au и др.); химических (пассивирование концентрированной азотной кислотой, оксидирование, науглероживание и др.) Нарушение покрытия под пленочная коррозия

Изменение состава металла (сплава) Протекторная защита -- добавление в материал покрытия порошковых металлов, создающих с металлом донорские электронные пары; создание контакта с более активным металлом (для стали - цинк, магний, алюминий). - Под действием агрессивной среды постепенно растворяется порошок добавки, а основной материал коррозии не подвергается.

Изменение состава металла (сплава) Введение в металл легирующих добавок: Cr, Ni, Ti, Mn, Mo, V, W и др.

Пассивация поверхности Введение веществ, замедляющих коррозию (ингибиторов): для кислотной коррозии: азотсодержащие органические основания, альдегиды, белки, серосодержащие органические вещества; в нейтральной среде: растворимые фосфаты (Na 3 PO 4 ), дихроматы (K 2 Cr 2 O 7 ), сода (Na 2 CO 3 ), силикаты (Na 2 SiO 3 ); при атмосферной коррозии: амины, нитраты и карбонаты аминов, сложные эфиры карбоновых кислот.

Пассивация поверхности Удаление веществ, вызывающих коррозию – деаэрация: нагревание воды; пропускание воды через железные стружки; химическое удаление кислорода (например, 2Na 2 SO 3 + O 2 2Na 2 SO 4 ).

В III до нашей эры на острове Родос был построен маяк в виде огромной статуи Гелиоса. Колосс Родосский считался одним из семи чудес света, однако просуществовал всего 66 лет и рухнул во время землетрясения. В 20 годы ХХ в. по заказу одного миллионера была построена роскошная яхта Зов моря. Еще до выхода в открытое море яхта полностью вышла из строя. Ученые считают, что в обоих случаях причиной произошедших событий были окислительно-восстановительные процессы. Объясните, какие именно? Стоматологи не рекомендуют рядом со стальной коронкой (Fе) ставить золотую (Аu). Объясните их позицию с точки зрения протекающих процессов. Подумай и объясни

3. Поставьте опыты по коррозии железных гвоздей в «Фанте» и в растворе соды. Через неделю принесите гвозди в школу, чтобы обсудить результаты опытов. 2. Как протекает атмосферная коррозия железа, покрытого слоем никеля, если покрытие нарушено? Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов. 1. В раствор хлороводородной (соляной) кислоты поместили пластинку из Zn и пластинку из Zn, частично покрытую Cu. В каком случае процесс коррозии происходит интенсивнее? Ответ мотивируйте, составив электронные уравнения соответствующих процессов. Подумай и объясни (домашнее задание)

Спасибо за внимание!