Презентация по химии на тему: "Алюминий"

Урок химии по теме “ Коррозия металлов и способы защиты от коррозии "

Подготовила учитель химии СШ РГКП «Республиканский центр реабилитации для детей и подростков»

Лепесбаева Сандугаш Кайратовна

Цели урока:

сформировать представление учащихся о механизме коррозийных процессов, об их последствиях и способах защиты от коррозии;

развивать умение работать с опорным конспектом, наблюдать, делать выводы;

воспитывать эмоциональное отношение к изучаемому явлению.

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. У Колосса

Родосского бронзовая

оболочка была смонтирована

н а железном каркасе. Под

действием влажного,

насыщенного солями

средиземноморского воздуха

железный каркас разрушился.

Что является символом Парижа? – Эйфелева башня. Она неизлечима больна, ржавеет и разрушается, и только постоянная химиотерапия помогает бороться с этим смертельным недугом: её красили 18 раз, отчего её масса 9000 т каждый раз увеличивается на 70 т.

Чугун

Сталь

Сплав железа с углеродом (2-4%)

При добавлении легирующих элементов улучшает качества

Применяется в фасонном литье

Сплав железа с углеродом (меньше 2%)

Коррозия – рыжая крыса,

Грызёт металлический лом.

В. Шефнер

Ежегодно в мире «теряется»

до ¼ произведённого железа…

Знать – значит победить !

А.Н.Несмеянов

Путешествие по царству «Рыжего дъявола»

ст. Информационная

ст. Экспериментальная

ст. Практическая

Коррозия

разрушение металлов и сплавов под воздействием окружающей среды.

Виды коррозии

Химическая коррозия

- вид коррозии, протекающий в средах, непроводящих электрический ток. Коррозия происходит в результате взаимодействия металла с разрушающим его веществом.

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

Видео- фрагмент

Лабораторный опыт – накаливание медной проволоки

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).

Видео- фрагмент

Коррозия металла на влажном воздухе

Образующиеся на аноде ионы Fe2+ окисляются до Fe3+ :

4Fe2+ ( водн .) + O2 ( г .) + (2 n + 4)H2O ( ж .) = 2Fe2O3• n H2O ( тв .) + 8H+ ( водн .)

№ 4

№ 3

№ 2

№ 1

№ 5

Fe

Cu

Fe

Fe

Fe

Fe

Zn

NaCl

NaCl

H 2 O

NaCl+NaOH

NaCl

Сравним результаты опытов № 2 и № 5

Железо слабо прокорродировало в воде, в чистой воде коррозия идет медленнее, т. к. вода слабый электролит.

Сравним результаты опытов № 1 и № 2

Добавка к воде NaCl усиливает коррозию Fe . добавка к раствору NaCl – NaOH , как видно из опыта, наоборот ослабила коррозию, ржавчины нет.

Т. о. скорость коррозии данного металла зависит от состава омывающей среды. Одни составные части омывающий металл среды, в частности Cl - - ионы усиливают коррозию металлов, другие составные части могут ослаблять коррозию. Коррозия Fe ослабевает в присутствии OH - - ионов.

Сравним результаты опытов № 2 и № 4

В обоих случаях Fe находится в одном и том же растворе, но в одном случае оно соприкасается с цинком, а в другом нет.

В пробирке № 2 осадок бурого цвета – это ржавчина, а в пробирке № 4 осадок – белого цвета – это Zn ( OH )2

Вывод: В опыте № 4 корродировало не Fe , а Zn , т. к. железо почти не корродирует, если оно соприкасается с цинком.

Окисляется Zn , как более активный металл

А (-)

отщепляющиеся от его атомов

перемещаются на поверхность Fe и

восстанавливают

К (+) Fe

Сравним результаты опытов № 2 и № 3

В обоих случаях Fe находится в одном и том же растворе, но в одном случае оно соприкасается с медью, а в другом нет. В обеих пробирках произошла коррозия и появился бурый осадок ржавчины.

В пробирке №2 ржавчины получилось меньше, чем в пробирке №3.

Вывод: таким образом, коррозия и ржавление железа сильно усиливается, когда оно соприкасается с медью.

А (-)

К (+) Cu

Реакция растворенного в воде кислорода с железом приводит к образованию бурой ржавчины.

Коррозия металла резко усиливается, если он соприкасается с каким-либо другим, менее активным металлом, т. е. расположенным в электрохимическом ряду напряжений металлов правее его. Но коррозия замедляется, если металл соприкасается с другим металлом, расположенным левее в электрохимическом ряду напряжений металлов, т. е. более активным.

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, оксодирование, науглероживание и др.)

Барьерная защита

Какое поверхностное

защитное покрытие

использовалось

в данном случае?

К какой группе

поверхностных

защитных покрытий

оно относится?

Барьерная защита

Какое поверхностное

защитное покрытие

использовалось

в данном случае?

К какой группе

поверхностных

защитных покрытий

оно относится?

Видео- фрагмент

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.

К основной конструкции прикрепляются заклёпки или пластины из более активного металла, которые и подвергаются разрушению. Такую защиту используют в подводных и подземных сооружениях.

Изменение состава металла (сплава)

Электрозащита

Пропускание электрического тока в направлении, противоположном тому, который возникает в процессе коррозии.

Изменение состава металла (сплава)

В повседневной жизни человек чаще всего встречается с покрытиями железа цинком и оловом. Листовое железо, покрытое цинком, называют оцинкованным железом, а покрытое

оловом – белой жестью. Первое в больших количествах идет на кровли домов, а из второго изготавливают консервные банки .

Видео- фрагмент

Изменение состава металла (сплава)

Легирование

Введение в металл легирующих добавок: Cr, Ni, Ti, Mn, Mo, V, W и др.

Изменение среды

Ингибирование

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.

Изменение среды

В какой пробирке гвоздь не заржавел и почему ?

Изменение среды

Деаэрация - удаление веществ, вызывающих коррозию :

• Деаэрация - удаление веществ, вызывающих коррозию :
• Деаэрация - удаление веществ, вызывающих коррозию :
• Деаэрация - удаление веществ, вызывающих коррозию :
• Деаэрация - удаление веществ, вызывающих коррозию :

• нагревание воды; пропускание воды через железные стружки; химическое удаление кислорода
• нагревание воды; пропускание воды через железные стружки; химическое удаление кислорода
• нагревание воды; пропускание воды через железные стружки; химическое удаление кислорода
• нагревание воды; пропускание воды через железные стружки; химическое удаление кислорода
• нагревание воды;
• пропускание воды через железные стружки;
• химическое удаление кислорода

(например, 2 Na 2 SO 3 + O 2 → 2Na 2 SO 4 ) .

• (например, 2 Na 2 SO 3 + O 2 → 2Na 2 SO 4 ) .
• (например, 2 Na 2 SO 3 + O 2 → 2Na 2 SO 4 ) .
• (например, 2 Na 2 SO 3 + O 2 → 2Na 2 SO 4 ) .
• (например, 2 Na 2 SO 3 + O 2 → 2Na 2 SO 4 ) .

Подумай и объясни (домашнее задание)

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.

2. Как протекает атмосферная коррозия железа, покрытого слоем никеля, если покрытие нарушено? Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов.

Рефлексия

1. На уроке я работал

2. Своей работой на уроке я

активно / пассивно

доволен / не доволен

коротким / длинным

стало лучше / стало хуже

понятен / не понятен

полезен / бесполезен

интересен / скучен

3.Урок для меня показался

4. Мое настроение

6. Материал урока мне был