Bài giảng điện tử môn hóa học: ăn mòn kim loại_1 doc

¡n mßn kim lo¹i
Nhãm biªn so¹n:
§µo BÝch DiÖp Tr ¬ng ThÞ Hoµ §ç –
Quúnh Mai D ¬ng Anh Nga–






I.Sự ăn mòn kim loại
1. Khái niệm
Ăn mòn kim loại là sự phá huỷ kim loại (hợp kim) d ới tác dụng hoá học của môi tr ờng.

Bản chất của sự ăn mòn kim loại:
M ne

M
n+



¡n mßn ho¸ häc

¡n mßn ®iÖn ho¸
2. Ph©n lo¹i:


II. Ăn mòn hoá học

Là sự phá huỷ kim loại hay( hợp kim) bằng các
phản ứng hoá học do kim loại tiếp xúc với khí
hoặc hơi n ớc ở nhiệt độ cao.

Ví dụ:
*Al bị oxi hoá bởi oxi không khí.
4Al + 3O
2
=

Al
2
O
3.
*Sắt bị gỉ khi tiếp xúc với hơi n ớc ở
nhiệt độ cao:

Mai:
Mai:
Fe + H
2
O FeO + H
2
t
o
> 570
o
C
1.Định nghĩa:

II. Ăn mòn hoá học
2. Đặc điểm :
- Chỉ xảy ra các phản ứng hoá học đơn
giản.
- Không phát sinh dòng điện.
- Nhiệt độ môi tr ờng càng cao thì tốc
độ ăn mòn hoá học càng lớn.


III. Ăn mòn điện hoá
1. Định nghĩa:
Là sự phá huỷ kim loại hay hợp kim do kim loại tiếp xúc với dung dịch điện li và có phát sinh dòng điện.

Ví dụ:
- Vỏ tàu chìm trong n ớc, kim loại tiếp xúc với không khí ẩm


Thêi ®iÓm ban ®Çu Sau 1 thêi gian thÝ nghiÖm
2. ThÝ nghiÖm vÒ ¨n mßn ®iÖn ho¸
ThÝ nghiÖm 1



Nhận xét:

Thanh kẽm bị ăn mòn liên tục và rất nhanh.

Kim vôn kế lệch

chứng tỏ trong mạch có dòng
điện.

Bọt khí hidro thoát ra.
Giải thích:



Thay l¸ ®ång b»ng l¸ kÏm:
⇒
Hai kim lo¹i ph¶i kh¸c nhau.(1)
ThÝ nghiÖm 1:
3. §iÒu kiÖn cã ¨n mßn ®iÖn ho¸


ThÝ nghiÖm 2:
Bá d©y dÉn:
Hai kim lo¹i tiÕp xóc
víi nhau:
=> C¸c kim lo¹i ph¶i nèi tiÕp víi nhau qua d©y dÉn
hoÆc tiÕp xóc trùc tiÕp víi nhau.(2)


ThÝ nghiÖm 3:
* Thay dung dÞch ®iÖn li b»ng dung dÞch kh«ng ®iÖn ly
dung dÞch
kh«ng ®iÖn ly
=> C¸c ®iÖn cùc cïng tiÕp

xóc víi dung dÞch chÊt
®iÖn li.(3)


Điều kiện có ăn mòn điện hoá

Các điện cực phải khác nhau: cặp kim loại khác nhau, cặp kim loại phi kim, cặp kim loại hợp chất hoá học

Các điện cực phải tiếp xúc với nhau ( hoặc trực tiếp hoặc gián tiếp qua dây dẫn).

Các điện cực cùng tiếp xúc với dung dich chất điện li.


Ví dụ 1:

Giải thích tại sao gang và thép bị ăn mòn trong không khí ẩm.

Gợi ý:

Gang và thép là hợp kim của Fe và C.

Không khí ẩm là dung dịch điện ly vì: Hơi n ớc
trong không khí hoà tan 1 số oxit axit nh



4. Cơ chế ăn mòn điện hoá
* Cực âm(Fe):
Fe
o

- 2e = Fe
2+
Fe
2+
- 1e = Fe
3+
Tại đây tiếp tục xảy ra
phản ứng hoá học giữa các
chất trong dung dịch với
các ion sắt
* Cực d ơng(C,C
3
Fe):
Xảy ra quá trình khử
2 H
+
+ 2e = H
2
(MT axit )
2 H
2
O + O
2
+ 4e = 4 OH
-
(MT kiềm , trung tính)
Xét cơ chế ăn mòn vật bằng gang hoặc thép:


Phiếu học tập số 1

Quan sát cơ chế của sự ăn mòn gang, thép và cho biết:
1. Dòng e di chuyển theo chiều nào, từ đó xác định các điện cực: cực
âm , cực d ơng.
2. Các quá trình xảy ra tại các điện cực:
a. tại cực âm
b. tại cực d ơng
2. Quá trình trên có giống với quá trình xảy ra khi cho 1 thanh Fe vào
dung dich axit HCl không? (l u ý sự khác nhau giữa sự trao đổi e
trong 2 tr ờng hợp).Nếu khác thì khác ở chỗ nào? (l u ý sự khác nhau
giữa sự trao đổi e trong 2 tr ờng hợp)
..


Phiếu học tập số 2
Viết cơ chế của sự ăn mòn 1 vật làm từ đồng và kẽm trong
không khí ẩm
1. Xác định các điện cực
Cực âm là:.
Cực d ơng là
Vì lí do.
2. Các phản ứng xảy ra trên các điện cực:
Cực âm
Cực d ơng



5.Bản chất ăn mòn điện hoá

Là một quá trình oxi hoá khử xảy ra trên bề mặt
các điện cực, có phát sinh ra dòng điện.

Cực âm:
+ Là kim loại mạnh nhất trong vật liệu.
+ Tại đây xảy ra quá trình oxi hoá kim loại.

Cực d ơng:
+Là phần còn lại của vật liệu.
+Tại đây xảy ra quá trình khử các ion hoặc n ớc


IV. Cách chống ăn mòn kim loại
*Nguyên tắc chung:
Hạn chế hoặc triệt tiêu ảnh h ởng của môi tr ờng
với kim loại.
*Các ph ơng pháp:
1. Cách ly kim loại với môi tr ờng
2. Dùng hợp kim chống gỉ (inox).
3. Dùng chất chống ăn mòn.
4. Dùng ph ơng pháp điện hoá.


1. Cách ly kim loại với môi tr ờng

Dùng các chất bền với môi tr ờng phủ lên bề mặt kim loại.
a) Các loại sơn chống gỉ, vecni, dầu mỡ, men, hợp chất polime
b) Một số kim loại Cr, Ni, Cu, Zn, Sn
c) Một số hợp chất hoá học bền: oxit kim loại, photphat kim loại (tạo màng).

2. Dïng hîp kim chèng gØ

VÝ dô:
Inox:
Hîp kim cña Fe_Cr_Ni, khã bÞ ¨n mßn trong c¸c m«i tr êng.


3. Dïng chÊt chèng ¨n mßn.

VÝ dô:
Urotrophin: lµm cho bÒ mÆt kim lo¹i thô ®éng víi axit.