Bài giảng Ăn mòn kim loại

¡n mßn kim lo¹i
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:

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.
4. Dùng ph ơng pháp điện hoá.

* Xem xét ví dụ

Nguyên tắc: Gắn vật cần bảo vệ với kim loại khác
mạnh hơn (kim loại mạnh hơn đó sẽ bị ăn mòn tr
ớc).
Ví dụ 2:

Hiện t ợng gì sẽ xảy ra khi để vật bằng sắt tráng
(mạ) thiếc hoặc sắt tráng (mạ) kẽm trong không
khí ẩm .Giải thích?

Gợi ý : So sánh tính khử của các kim loại
(xem dãy thế điện hoá của các kim loại)
*Lời giải: