Слайд 2
Коррозия – рыжая крыса,
Грызет металлический лом.
В Шефнер.
Слайд 3В народном хозяйстве используется огромное количество металлических материалов в виде различных
изделий. Но металлы и сплавы на основе металлов, приходя в соприкосновение с окружающей их средой, подвергаются разрушению. Причина этого разрушения лежит в химическом взаимодействии: металлы вступают в окислительно-восстановительные реакции с веществами, находящимися в окружающей среде, и окисляются.
- называют самопроизвольное разрушение металлов и сплавов под влиянием окружающей среды
Зачем нам нужно изучать этот процесс?
Назовите последствия коррозии.
коррозией
Слайд 5Ежегодно из-за коррозии безвозвратно теряются огромные количества металла, более 20 миллионов
тонн. Еще больший вред связан с порчей металлических изделий, вызываемой коррозией.
Слайд 6Коррозия вызывает серьезные экологические последствия. Утечка газа, нефти и других опасных
химических продуктов из разрушенных коррозией трубопроводов приводит к загрязнению окружающей среды, что отрицательно воздействует на здоровье и жизнь людей. Для успешного решения этой проблемы необходимо знать механизм процессов, приводящих к разрушению металлов.
Слайд 7Механизм окислительно-восстановительных реакций зависит от того, в какой среде они происходят,
в связи с этим различают два основных вида коррозии: химическую и электрохимическую.
Слайд 8
Восстановители -
Металлы
Окислители –
Различные неметаллы(напр О2 )
Вода
Кислоты
Соли в растворе
Органические вещества
Слайд 9
Химическая
Коррозия
Электрохимическая
коррозия
С 170 -171 учебника
виды коррозии
Слайд 10
Компоненты окружающей среды окисляют непосредственно металл.
Протекающие при химической коррозии окислительно -
восстановительные реакции осуществляются путем непосредственного перехода электронов с атомов металлов на частицы окислителя, входящего в состав среды.
химическая коррозия
Слайд 11Химическая ( или газовая ) коррозия - это разрушение металлов в
результате их химического взаимодействия с веществами окружающей среды
4 Fe0 + 3 O2 t= 2 Fe+32 O3
2 Fe0 + 3 SO2 + 3 O2 t= Fe+32(SO4)3
2 Zn0 + O2 t= 2 Zn+2O
Слайд 12Химическая коррозия часто наблюдается в процессе обработки металлов при высоких температурах.
Ей подвергаются арматура печей, детали двигателей внутреннего сгорания, аппаратура химических производств и т.д. При химической коррозии происходит взаимодействие металла с газами, находящимися в составе среды. Чаще всего это кислород. Металл окисляется, и на его поверхности образуются различные соединения:
Слайд 14
1 группа – щелочные металлы –
наименьшая коррозийная
стойкость.(побочная подгруппа
–
весьма стойкие металлы)
2 группа – главная подгруппа – малоустойчивы, побочная – более устойчивы( в присутствии кислорода образуют прочные пленки оксидов, предохраняющие от дальнейшего разрушения)
коррозионные свойства металлов
Слайд 15
Электрохимическая коррозия – это разрушение металлов в среде электролита с возникновением
в системе электрического тока.
Анод: Fe0 – 2e = Fe2+ - окисление
Катод: 2H+ + 2e = H20 - восстановление
Слайд 163 группа – Алюминий – образуется прочная оксидная пленка ( но
она разрушается в растворах кислот и щелочей) В концентрированной азотной и серной кислотах алюминий пассивируется.
4 группа – Олово и свинец – стойкие к коррозии металлы, благодаря прочным оксидным пленкам.
Слайд 175,6,7,8группы. – металлы побочных подгрупп обладают высокой способностью к пассивации, а
следовательно, большой коррозионной стойкостью.
Осмий, Иридий, Платина – самые стойкие к коррозии
Железо пассивируется концентрированной
серной и азотной
Слайд 18Для изготовления аппаратуры, подвергающейся газовой коррозии, применяют жаростойкие сплавы из чугуна
и стали. В их состав вводят хром, кремний, алюминий; применяются также сплавы на основе никеля или кобальта. Для предотвращения коррозии, поверхность изделия, в горячем состоянии насыщают некоторыми металлами, обладающими защитным действием (например, алюминием или хромом). Таким образом, создают на поверхности защитную пленку, т.е. металл пассивируют.
Слайд 19
Коррозия протекающая в токопроводящей среде.
Помимо химической реакции, в системе возникает электрический
ток.
Процесс электрохимической коррозии происходит при контакте двух металлов
Разрушается металл с более сильными восстановительными свойствами (выполняет роль анода)
электрохимическая коррозия
Слайд 20Как правило, металлы и сплавы неоднородны, содержат различные примеси. При их
контакте с электролитами одни участки поверхности начинают выполнять роль анода, а другие роль катода. В этом случае образуется гальванический элемент, электродами которого и являются металлы, находящиеся в растворе электролита. Возникает электрохимический процесс, т.е. наряду с химическими процессами (отдача электронов), протекают и электрические (перенос электронов от одного участка к другому).
Слайд 21Электрохимическая коррозия протекает в присутствии влаги. Ей подвергаются подводные части судов
в морской и пресной воде, паровые котлы, металлические сооружения и конструкции под водой и в атмосфере.
Слайд 23Коррозионные процессы весьма разнообразны, рассмотрим их протекание в различных средах электролита
В кислотной среде атомы железа отдают электроны, которые переходят к меди и на ее поверхности соединяются с ионами водорода, выделившимися из компонентов среды. На катоде идет процесс восстановления ионов водорода с образованием газообразного водорода.
Слайд 25В щелочной или нейтральной среде идет восстановление кислорода, растворенного в воде
с образованием OH-. Далее катионы железа и гидроксид-ионы соединяются с образованием неустойчивого гидроксида железа (II), который далее окисляется до оксида железа (III).
Слайд 27
Способы защиты от коррозии
Шлифование поверхностей изделия – чтобы на них
не задерживалась влага
Приготовление химически стойких сплавов (сплавы, содержащие хром, никель, которые при высокой температуре на поверхности металла образуют оксидный слой), нержавеющие стали, из которых изготавливают детали машин, инструменты, посуду (ножи, вилки…).
Слайд 28Нанесение защитных покрытий.
Неметаллические – неокисляющиеся масла, специальные лаки, краски, эмали.
Химические –
искусственно создаваемые поверхностные пленки: оксидные, нитратные, фосфатные, полимерные и другие. Например, железо пассивируют погружением в концентрированную азотную кислоту.
Слайд 29.
Полимерные покрытия изготавливают из полиэтилена, полихлорвинила, полиамидных смол. Наносят их двумя
способами: нагретое изделие помещают в порошок полимера, который плавится и приваривается к металлу, или поверхность металла обрабатывают раствором полимера в низкокипящем растворителе, который быстро испаряется, а полимерная пленка остается на изделии.
Металлические.
Слайд 30В качестве металлов для покрытия обычно применяют металлы, образующие на своей
поверхности защитные пленки. К таким металлам относятся хром, никель, цинк, кадмий, алюминий, олово и некоторые другие. Реже применяются металлы, имеющие высокий электродный потенциал – серебро, золото. Чаще всего металлические покрытия наносят с помощью гальванотехники.
Никелевые покрытия нарядны, стойки, прочны. Поэтому никелирование – самый распространенный в гальванотехнике процесс.