Bài 20. Sự ăn mòn của kim loại

- 0 / 0
(Tài liệu chưa được thẩm định)
Nguồn:
Người gửi: Trịnh thị Lan
Ngày gửi: 21h:11' 20-01-2021
Dung lượng: 6.8 MB
Số lượt tải: 791
Nguồn:
Người gửi: Trịnh thị Lan
Ngày gửi: 21h:11' 20-01-2021
Dung lượng: 6.8 MB
Số lượt tải: 791
Số lượt thích:
1 người
(Nguyễn Đức Giang)
Hãy quan sát những hình ảnh sau đây
Đường ống dẫn nước bị phá hủy
Dây cáp bị rỉ sét
VỎ TÀU THỦY BỊ HƯ HỎNG SAU MỘT THỜI GIAN ĐI TRÊN BIỂN
CÁP CẦU TREO CŨNG BỊ HƯ HỎNG NẶNG …
- Lượng sắt, thép bị gỉ chiếm gần ¼ lượng được sản xuất ra
- Cứ 1 giây qua đi khoảng trên hai tấn thép trên phạm vi toàn cầu đã biến thành rỉ.
Hằng năm khoảng 10% kim loại khai thác được bị ăn mòn, không sử dụng được
Quá trình ăn mòn không chỉ gây tổn thất về kinh tế mà còn còn gây ô nhiễm môi trường do các sản phẩm ăn mòn hoặc các vật liệu bảo vệ bị phá hủy và rửa trôi theo mưa, bị hòa tan và ngấm vào đất, nước v.v…, gây tác hại đến môi trường sinh thái và sức khỏe con người.
Không chỉ như vậy, sự ăn mòn hay suy giảm vật liệu còn dẫn đến sự hỏng hóc, nứt gẫy chi tiết thiết bị, nhẹ thì làm cho sản xuất phải ngừng trệ để sửa chữa, thay thế; trầm trọng thì gây nên những sự cố/tai nạn thảm khốc, gây tổn hao về người và của.
Nguyên nhân do đâu?
Con người chúng ta phải làm gì?
Tác hại? Mối nguy hiểm?
ĂN MÒN KIM LOẠI
I. KHÁI NIỆM:
Khái niệm:Ăn mòn kim loại là sự phá hủy kim loại hoặc hợp kim do tác dụng của các chất trong môi trường xung quanh.
Bản chất: là các quá trình oxi hóa khử, nguyên tử kim loại bị oxi hóa thành ion kim loại
M Mn+ + ne
(n = 1;2;3 e )
BÀI 20 : SỰ ĂN MÒN KIM LOẠI
II. CÁC DẠNG ĂN MÒN KIM LOẠI:
Có 2 dạng ăn mòn kim loại:
Ăn mòn hóa học
Ăn mòn điện hóa học
Có mấy dạng ăn mòn kim loại?
Hãy quan sát những đồ dùng, thiết bị sau, cho biết tại sao chúng bị ăn mòn?
Ăn mòn hóa học:
VD: Kiềng sắt, vỏ bếp than tổ ong làm bằng sắt khi đun nấu ở nhiệt độ cao gặp oxi trong không khí xảy ra các phản ứng hóa học
3Fe + 2O2 Fe3O4
(chất khử) (chất oxi hóa)
Kiểu ăn mòn hóa học
Vậy thế nào là ăn mòn hóa học?
Ăn mòn hóa học:
a. Khái niệm: Ăn mòn hoá học là quá trình oxi hoá- khử, trong đó các electron của kim loại được chuyển trực tiếp đến các chất trong môi trường
b. Bản chất : là quá trình oxi hóa khử.
c. Chú ý: Nhiệt độ càng cao, kim loại bị ăn mòn càng nhanh.
2. Ăn mòn điện hóa học
a. Khái niệm:
* Thí nghiệm : về ăn mòn điện hóa
Hãy quan sát và nêu hiện tượng của thí nghiệm sau đây?
Thí nghiệm 1:
Cho lá kẽm và đồng vào dd H2SO4 loãng
Thí nghiệm 2:
Nối 2 thanh kim loại bằng sợi dây dẫn
dd H2SO4
- Lá Zn bị hoà tan chậm
Bọt khí H2 thoát ra trên bề mặt lá Zn
- Lá Zn bị ăn mòn nhanh
- Kim điện kế bị lệch
- Bọt khí thoát ra nhanh hơn trên bề mặt lá Cu.
=>Zn bị ăn mòn hoá học
=>Zn bị ăn mòn điện hoá học
- Kim vôn kế lệch Có dòng điện đi qua dây dẫn
- Cực âm (lá Zn): Zn Zn2+ + 2e. Các e di chuyển từ lá Zn sang lá Cu qua dây dẫn, tạo ra dòng điện 1 chiều.
- Cực dương (lá Cu): 2H+ + 2e H2. Vì vậy tại lá Cu sủi bọt khí
-Phản ứng chung: Zn + 2H+ Zn2+ + H2
Tạo pin điện hóa Zn – Cu.
Giải thích hiện tượng xảy ra trong thí nghiệm 2 ?
* Giải thích:
2. Ăn mòn điện hóa học:
a. Khái niệm:
Ăn mòn điện hoá là quá trình oxi- khử, trong đó kim loại bị ăn mòn do tác dụng của dung dịch chất điện li và tạo nên dòng e chuyển dời từ cực âm đến cực dương.
Thế nào là ăn mòn điện hóa?
Hãy so sánh sự giống và khác nhau giữa ăn mòn hóa học và ăn mòn điện hóa?
II. CÁC DẠNG ĂN MÒN KIM LOẠI:
b. ¡n mßn ®iÖn ho¸ häc hîp kim cña s¾t trong kh«ng khÝ Èm:
b. Cơ chế ăn mòn điện hóa học hợp kim của sắt trong không khí ẩm:
Cơ chế:
Fe là cực âm: Fe Fe2+ + 2e (Fe bị oxi hoá)
Fe2+ Fe3+ + e
C là cực dương: O2 + 2H2O + 4e 4OH-
Sau đó: Fe2+ ,Fe3+ tan vào dung dịch chất điện li có hoà tan O2 và tiếp tục bị oxi hoá, dưới tác dụng của OH- tạo ra gỉ sắt: Fe2O3.nH2O
II. CÁC DẠNG ĂN MÒN KIM LOẠI:
2.Ăn mòn điện hóa học:
c. Điều kiện:
- Điều kiện 1:
Các điện cực có bản chất khác nhau:
+ Hai kim loại khác nhau
+ Kim loại – phi kim
-Điều kiện 2:
_Các điện cực phải tiếp xúc trực tiếp hoặc gián tiếp với nhau qua dây dẫn.
-Điều kiện 3:
_Các điện cực cùng tiếp xúc với một dung dịch chất điện li.
Điều kiện nào xảy ra ăn mòn điện hóa học?
C? 1 giõy qua di, kho?ng 2 t?n thộp trờn toàn c?u dó bi?n thành g?
1.Phương pháp bảo vệ bề mặt :
Ph? lờn b? m?t kim lo?i m?t l?p b?n v?ng v?i mụi tru?ng cú c?u t?o d?c khớt khụng cho khụng khớ, hoi nu?c th?m qua : son, m?, trỏng men.
III.CHỐNG ĂN MÒN KIM LOẠI :
Tráng men
Mạ kẽm
Vớ d?:
D? b?o v? tàu bi?n làm b?ng thộp,ngu?i ta g?n vào b? m?t v? tàu (ph?n chỡm du?i nu?c)nh?ng t?m
k?m t?o nờn pin di?n húa, Zn b? an mũn
2.Phương pháp điện hóa :
nối với kim loại cần bảo vệ một kim loại có tính khử mạnh hơn.
Chế tạo hợp kim ít bị
ăn mòn inox
(Ni, Cr, Mn, Cu)
Bồn rửa làm bằng hợp kim inox
Hợp kim chống ăn mòn
Rửa sạch , lau khô sau khi sử dụng
BIỆT ĐỘI CỨU HỎA
Luật chơi – Cách chơi
Có mội ngôi nhà trong thành phố bị cháy. Hãy dập tắt đám cháy bằng cách chọn các hình ảnh tương ứng với các bước cứu hỏa và vượt qua các câu hỏi được đưa ra.
Câu 5: Một sợi dây phơi quần áo gồm một đoạn dây nhôm nối với một đoạn dây đồng. Hiện tượng chủ yếu nào xảy ra ở chổ nối hai đoạn dây khi để ngoài trời lâu ngày ?
A
C
D
B
A
Ăn mòn điện hóa, đồng bị ăn mòn trước
Ăn mòn điện hóa, nhôm bị ăn mòn trước
Sắt ( Fe)
B
Câu 7: Chất nào sau đây trong khí quyển không gây ra sự ăn mòn kim loại?
CỦNG CỐ
ĂNMÒN KIM LOẠI
ĂN MÒN HÓA HỌC
ĂN MÒN ĐIỆN HÓA
Kim loại nhường e trực tiếp cho chất oxi hóa trong môi trường
Không phát sinh dòng điện
Kim loại không nguyên chất hay hợp kim tiếp xúc với dd chất điện li
Phát sinh dòng e di chuyển từ cực âm đến cực dương
Hình thành pin điên hóa trong đó kim loại có tính khử mạnh hơn là cực âm ( anot) và bị ăn mòn
Kim loại bị oxi hóa ion dương kim loại
M Mn+ + ne
So sánh : ăn mòn hóa học và ăn mòn điện hóa
- Kim loại nhường electron trực tiếp đến các chất trong môi trường
- Không phát sinh dòng điện
- Electron di chuyển từ cực âm sang cực dương.
- Phát sinh dòng điện
Giống : Đều là các quá trình oxi hoá- khử
CỦNG CỐ
Khác nhau:
Đường ống dẫn nước bị phá hủy
Dây cáp bị rỉ sét
VỎ TÀU THỦY BỊ HƯ HỎNG SAU MỘT THỜI GIAN ĐI TRÊN BIỂN
CÁP CẦU TREO CŨNG BỊ HƯ HỎNG NẶNG …
- Lượng sắt, thép bị gỉ chiếm gần ¼ lượng được sản xuất ra
- Cứ 1 giây qua đi khoảng trên hai tấn thép trên phạm vi toàn cầu đã biến thành rỉ.
Hằng năm khoảng 10% kim loại khai thác được bị ăn mòn, không sử dụng được
Quá trình ăn mòn không chỉ gây tổn thất về kinh tế mà còn còn gây ô nhiễm môi trường do các sản phẩm ăn mòn hoặc các vật liệu bảo vệ bị phá hủy và rửa trôi theo mưa, bị hòa tan và ngấm vào đất, nước v.v…, gây tác hại đến môi trường sinh thái và sức khỏe con người.
Không chỉ như vậy, sự ăn mòn hay suy giảm vật liệu còn dẫn đến sự hỏng hóc, nứt gẫy chi tiết thiết bị, nhẹ thì làm cho sản xuất phải ngừng trệ để sửa chữa, thay thế; trầm trọng thì gây nên những sự cố/tai nạn thảm khốc, gây tổn hao về người và của.
Nguyên nhân do đâu?
Con người chúng ta phải làm gì?
Tác hại? Mối nguy hiểm?
ĂN MÒN KIM LOẠI
I. KHÁI NIỆM:
Khái niệm:Ăn mòn kim loại là sự phá hủy kim loại hoặc hợp kim do tác dụng của các chất trong môi trường xung quanh.
Bản chất: là các quá trình oxi hóa khử, nguyên tử kim loại bị oxi hóa thành ion kim loại
M Mn+ + ne
(n = 1;2;3 e )
BÀI 20 : SỰ ĂN MÒN KIM LOẠI
II. CÁC DẠNG ĂN MÒN KIM LOẠI:
Có 2 dạng ăn mòn kim loại:
Ăn mòn hóa học
Ăn mòn điện hóa học
Có mấy dạng ăn mòn kim loại?
Hãy quan sát những đồ dùng, thiết bị sau, cho biết tại sao chúng bị ăn mòn?
Ăn mòn hóa học:
VD: Kiềng sắt, vỏ bếp than tổ ong làm bằng sắt khi đun nấu ở nhiệt độ cao gặp oxi trong không khí xảy ra các phản ứng hóa học
3Fe + 2O2 Fe3O4
(chất khử) (chất oxi hóa)
Kiểu ăn mòn hóa học
Vậy thế nào là ăn mòn hóa học?
Ăn mòn hóa học:
a. Khái niệm: Ăn mòn hoá học là quá trình oxi hoá- khử, trong đó các electron của kim loại được chuyển trực tiếp đến các chất trong môi trường
b. Bản chất : là quá trình oxi hóa khử.
c. Chú ý: Nhiệt độ càng cao, kim loại bị ăn mòn càng nhanh.
2. Ăn mòn điện hóa học
a. Khái niệm:
* Thí nghiệm : về ăn mòn điện hóa
Hãy quan sát và nêu hiện tượng của thí nghiệm sau đây?
Thí nghiệm 1:
Cho lá kẽm và đồng vào dd H2SO4 loãng
Thí nghiệm 2:
Nối 2 thanh kim loại bằng sợi dây dẫn
dd H2SO4
- Lá Zn bị hoà tan chậm
Bọt khí H2 thoát ra trên bề mặt lá Zn
- Lá Zn bị ăn mòn nhanh
- Kim điện kế bị lệch
- Bọt khí thoát ra nhanh hơn trên bề mặt lá Cu.
=>Zn bị ăn mòn hoá học
=>Zn bị ăn mòn điện hoá học
- Kim vôn kế lệch Có dòng điện đi qua dây dẫn
- Cực âm (lá Zn): Zn Zn2+ + 2e. Các e di chuyển từ lá Zn sang lá Cu qua dây dẫn, tạo ra dòng điện 1 chiều.
- Cực dương (lá Cu): 2H+ + 2e H2. Vì vậy tại lá Cu sủi bọt khí
-Phản ứng chung: Zn + 2H+ Zn2+ + H2
Tạo pin điện hóa Zn – Cu.
Giải thích hiện tượng xảy ra trong thí nghiệm 2 ?
* Giải thích:
2. Ăn mòn điện hóa học:
a. Khái niệm:
Ăn mòn điện hoá là quá trình oxi- khử, trong đó kim loại bị ăn mòn do tác dụng của dung dịch chất điện li và tạo nên dòng e chuyển dời từ cực âm đến cực dương.
Thế nào là ăn mòn điện hóa?
Hãy so sánh sự giống và khác nhau giữa ăn mòn hóa học và ăn mòn điện hóa?
II. CÁC DẠNG ĂN MÒN KIM LOẠI:
b. ¡n mßn ®iÖn ho¸ häc hîp kim cña s¾t trong kh«ng khÝ Èm:
b. Cơ chế ăn mòn điện hóa học hợp kim của sắt trong không khí ẩm:
Cơ chế:
Fe là cực âm: Fe Fe2+ + 2e (Fe bị oxi hoá)
Fe2+ Fe3+ + e
C là cực dương: O2 + 2H2O + 4e 4OH-
Sau đó: Fe2+ ,Fe3+ tan vào dung dịch chất điện li có hoà tan O2 và tiếp tục bị oxi hoá, dưới tác dụng của OH- tạo ra gỉ sắt: Fe2O3.nH2O
II. CÁC DẠNG ĂN MÒN KIM LOẠI:
2.Ăn mòn điện hóa học:
c. Điều kiện:
- Điều kiện 1:
Các điện cực có bản chất khác nhau:
+ Hai kim loại khác nhau
+ Kim loại – phi kim
-Điều kiện 2:
_Các điện cực phải tiếp xúc trực tiếp hoặc gián tiếp với nhau qua dây dẫn.
-Điều kiện 3:
_Các điện cực cùng tiếp xúc với một dung dịch chất điện li.
Điều kiện nào xảy ra ăn mòn điện hóa học?
C? 1 giõy qua di, kho?ng 2 t?n thộp trờn toàn c?u dó bi?n thành g?
1.Phương pháp bảo vệ bề mặt :
Ph? lờn b? m?t kim lo?i m?t l?p b?n v?ng v?i mụi tru?ng cú c?u t?o d?c khớt khụng cho khụng khớ, hoi nu?c th?m qua : son, m?, trỏng men.
III.CHỐNG ĂN MÒN KIM LOẠI :
Tráng men
Mạ kẽm
Vớ d?:
D? b?o v? tàu bi?n làm b?ng thộp,ngu?i ta g?n vào b? m?t v? tàu (ph?n chỡm du?i nu?c)nh?ng t?m
k?m t?o nờn pin di?n húa, Zn b? an mũn
2.Phương pháp điện hóa :
nối với kim loại cần bảo vệ một kim loại có tính khử mạnh hơn.
Chế tạo hợp kim ít bị
ăn mòn inox
(Ni, Cr, Mn, Cu)
Bồn rửa làm bằng hợp kim inox
Hợp kim chống ăn mòn
Rửa sạch , lau khô sau khi sử dụng
BIỆT ĐỘI CỨU HỎA
Luật chơi – Cách chơi
Có mội ngôi nhà trong thành phố bị cháy. Hãy dập tắt đám cháy bằng cách chọn các hình ảnh tương ứng với các bước cứu hỏa và vượt qua các câu hỏi được đưa ra.
Câu 5: Một sợi dây phơi quần áo gồm một đoạn dây nhôm nối với một đoạn dây đồng. Hiện tượng chủ yếu nào xảy ra ở chổ nối hai đoạn dây khi để ngoài trời lâu ngày ?
A
C
D
B
A
Ăn mòn điện hóa, đồng bị ăn mòn trước
Ăn mòn điện hóa, nhôm bị ăn mòn trước
Sắt ( Fe)
B
Câu 7: Chất nào sau đây trong khí quyển không gây ra sự ăn mòn kim loại?
CỦNG CỐ
ĂNMÒN KIM LOẠI
ĂN MÒN HÓA HỌC
ĂN MÒN ĐIỆN HÓA
Kim loại nhường e trực tiếp cho chất oxi hóa trong môi trường
Không phát sinh dòng điện
Kim loại không nguyên chất hay hợp kim tiếp xúc với dd chất điện li
Phát sinh dòng e di chuyển từ cực âm đến cực dương
Hình thành pin điên hóa trong đó kim loại có tính khử mạnh hơn là cực âm ( anot) và bị ăn mòn
Kim loại bị oxi hóa ion dương kim loại
M Mn+ + ne
So sánh : ăn mòn hóa học và ăn mòn điện hóa
- Kim loại nhường electron trực tiếp đến các chất trong môi trường
- Không phát sinh dòng điện
- Electron di chuyển từ cực âm sang cực dương.
- Phát sinh dòng điện
Giống : Đều là các quá trình oxi hoá- khử
CỦNG CỐ
Khác nhau:
 







Các ý kiến mới nhất