Металдар коррозиясы
жүктеу/скачать 43.13 Kb.
|
1 2
stud.kz-41543- Бұл бет үшін навигация:
- Жоспар 1. Кіріспе 2. Коррозия түрлері мен типтері 3. МЕТАЛДАРДЫ КОРРОЗИЯДАН ҚОРҒАУ 4.Темір коррозиясы 5.Бетон коррозиясы
|
Л.Н.Гумилев атындағы Ұлттық Еуразиялық университеті Көлік-энергетика факультеті. Электр-энергетика кафедрасы Реферат Тақырып: Темірдің судағы коррозиясы Бетонның судағы коррозиясы. Орындаған:Турсынхан Жанель Топ:ЭЭ-11 Қабылдаған доцент м.а. Базарбаева К.Ж. Жоспар 1. Кіріспе 2. Коррозия түрлері мен типтері 3. МЕТАЛДАРДЫ КОРРОЗИЯДАН ҚОРҒАУ 4.Темір коррозиясы 5.Бетон коррозиясы 6.Қорытынды Металдар коррозиясы КІРІСПЕ Металдар мен құймалардаың қоршаған ортамен өзара әрекеттесуінен химиялық бұзылуын металдардың коррозиясы деп атайды. Дүние жүзінде балқытатын болаттардың төрттен бір бөлігі яғни ондаған миллион тоннасы коррозия нәтижесінде жоғалады. Мұндай үлкен цифр шындықтың көлемін жоғалтуда қамтып көрсетпейді. Коррозиядан тек қана металдар емес, үлкен еңбекпен істелген күрделі формасы мен дәл өлшемі көрсетілген дайын бұйымдарда күйрейді. Бұл мбұйымдардың құны жасалған металдың құнынан әлденеше жоғары. Коррозияның мынадай, атмосфералық құбылыстардың әсерінен: жауын-шашыннан, температураның түсуінен, желден болады. Нәтижеде коррозия металдың тотыққа айналуы міндетті емес. Коррозия өнімдері ортасында – гидроксидтер мен хлоридтер және басқа қышқыл тұздар болады. Кез келген металдар тотығу жағдайына өтуі, металдар оксидтерінің сол металдармен салыстырғанда өте жоғары тұрақтылығымен байланысты болады. Химиялық реакцияда әдетте энергияның бөлінуі мен сіңірілуі жүретіні белгілі. Бірінші жағдайда реакция өніміне жақындайтын энергия қалдықтары алғашқы өнімнен аз, екінші жағдайда керісінше. Мұндай өзгерістің санын бақылауға бос энергия немесе Гиббс энергиясы түсінігі кіреді. Берілген реакция негізінде жүретін, реакция үшін бұл өлшемдердің өзгеруі, тұрақты температура мен қысымда жүретін максималдық жұмысқа тең. Бұдан шығатыны реакция Гиббс энергиясы өзгеруі үшін теріс, энергия бөлініп жүретін, яғни алғашқы өнімге қарағанда, өнімдер оның қалдықтарынан аз болады. Мұндай реакциялар сөздігінен жүреді. Стандарттық жағдайда кейбір металдардың оттегімен реакцияда Гиббс энергиясының қалай өзгеруін анықтамадан қарауға болады.
Көрсетілген кестеде барлық жағдайларда Гиббс энергиясы теріс, мұнан сол металдардың оксидтері тұрақты екенін көруге болады. Бұдан қорытынды шығарсақ, бұл металдар бос күйінде тұрақты емес, атмосферада оттегі түзіліп тотыққа айналады. Коррозия – тотығу-тотықсыздану процессі, шекара бөлімінде жүретін газдарда, ауада, суда, электролиттік ертінділерде, топырақта және органикалық еріткіштерде жүреді. КОРРОЗИЯ ТҮРЛЕРІ Металдар коррозиясының негізгі түрлері бүліну жағдайымен анықталады: тұтас – (теңдей және тең емес) – метал беттерінің бүлінуін айтады. Бір жердің қабынуы – лекальды зақымданған, бет жағының көп бөлігіне тимеген – дақ түріне не болуы мүмкін. Интеркристалдық – металдың ішіне енген коррозия Транокристалдық – түйір арқылы сызықтарында болатын коррозия Сайланған – құймада бір компоненті бөлінетін, мысалы, мырышсыз латун Астыңғы жағын металл қабатының төменгі жағын зақымдайтын бет жағынан басталатын коррозия Металдар бүлінуінің механизіміне қарай коррозия химиялық және электрохимиялық болып екіге бөлінеді. К о р р о з и я т и п т е р і І. Химиялық коррозия – қоршаған ортадағы жүйеде электр тоғы түзілмей металдардың бүлінуін айтады. 1-сурет. Химиялық коррозиянеың схемасы. Газ коррозиясы үлкен зиян келтіреді: мұндағы активті заттар СО2, СІ2, NO2, NH3, SO2, SO3, H2S, HCI және т.б реакцияда металдармен қатысып, нәтижеде техникалық қасиеттері төмен химиялық заттар тұзеді Бұдан детальдардың қатысуымен аппараттар, өнеркәсіп пештері бүліне бастайды. Әсіресе бұл процесс өте жоғары температурада болады. Электролит еместердегі химиялық коррозияға іштен жанатын двигательдердің цилиндрлерінің бұзылуы мысал болады. Отында күкірт және қосылыстарының қоспалары бар. Олар жанғанда күкірт және оксидтеріне – коррозиялаушы активті заттарға айналады. Олар реактивті двигательдердің детальдарын бұзады. Коррозияның екінші типі – электрохимиялық коррозия іс жүзінде қолданылады. ІІ. Электрохимиялық коррозия – деп жүйенің ішінде электр тоғы түзілу арқылы электролиттерде металдардың бүлінуін айтады. (2-сурет) 2-сурет. Электрохимиялық коррозияның схемасы Электрохимиялық коррозияны негізінен басқа металдар мен олардың қоспалары немесе беттің біркелкі еместігі туғызады. Ахимов және оның мектебі электрохимиялық коррозия бойынша бұл жағдайларды электролит пен (ауадағы адсорбцияланған ылғал электролит болуы мүмкін) металл түйскенде оның бетінде көптеген гальваникалық микроэлементтер пайда болады. Бұдан металл бөлшектері аногд қоспаларының ылғалдануын – катод деп атайды, катодта электрондар байланысып жүріп анодта ериді. Сонымен электрондар тоғы активтілеу металдан активсіздеуге (электродтық потенциал өлшемі аз бағытталған және активтілеу металл коррозияланады. Стандартты электродтық потенциалдар қатарында гальваникалық элемент құрайтын металдар бір-бірінен қаншалықты алыс тұрса, коррозияның жылдамдығы соншалықты жоғары болады. Коррозияның жылдамдығына электролит ертіндісінің сипаты да әсер етеді. Оның РН төмен болса, сол сияқты оның құрамында тотықтырғыштар мол болса, соншалықты коррозия тез жүреді. Температура жоғарыланған сайын коррозия едәуір артады. Мысал ретінде электрлит ертіндісінде – тұз қышқылында темірдің мыспен түйіскендігі коррозиясын келтіруге болады. Стандартты электродтық потенциал темірдікі - 0.44 В, ал мыста – 0.34В. Электролит ортада гальваникалық жұп түзіліп, темір анод, ал мыс катод болады. Реакция бойынша темір тотығып Ғе - 2е - - Ғе +2 , темір иондары ертіндіге өтеді, ал электрондарын мысқа қарай бере бастайды. Мыста сутегі иондары тотықсызданады. Н + + І е – Н+ Н + Н - - Н2 Сутегі бөлінеді. Нәтижеде темір бұзылады. Гальваникалық элементтің жұмыс кезінде поляризацияланатыны белгілі. Әр түрлі жағдайларда анодтық және катодтық процесстер тоқтайды, нәтижеде анодта иондары жиналып, оң зарядты болып (анодтық поляризация) ал катодта электрон қалдықтары жиналып, теріс зарядты (катодтық поляризация) болады. Сонымен, теориялық есептеуге қарағанда, жұмыс істеп тұрған элементтің э.қ.қ. поляризациясы барлық уақытта аз болады. Нәтижеде поляризация потенциалдардың теңесуімен жүреді де коррозия азаяды немесе тоқтайды. Бұл жағдайда поляризация – электродтық потенциалдың өзгеруі гальваникалық жұпта үлкен рөл атқарады. Егер де электродта поляризация жүрмесе, онда коррозия өте үлкен жылдамдықпен жүреді. Коррозияда деполяризация процессі жүргенде катод потенциалы жоғары болады. Катодта электронларын қабылдайтын тотықтырғыштар катодтық деполяризаторлар деп аталады. Олар поляризацияны азайтады. Катодтық деполяризаторлар барлық уақытта суда және оның ертінділерінде РН>7 болғанда, РН<7 болғанда сутегі иондарында Н+ қызмет атқарады. 2Н + 2е Н2 02 + 2Н20 + 4е 2ОН - сутектік деполяр О2 + 4Н+ + 4е 2Н2О - оттектік деполяр Нерист теңдеуіне сәйкес тепе-теңдік потенциалы жүйенің тотығу-тотықсыздану түрінің концентрациясы арқылы кез-келген тотығу-тотықсыздану жүйесімен көрсетілуі мүмкін. 0,059 Етен = Е + ln тотықты / тотықсыз Һ Мұндағы Е - стандартты тотығу-тотықсыздану потенциал жүйесі Һ – тотығу-тотықсыздану реакциячына қатысатын электрондар саны 2Н+ / Н2 жүйесі үшін тепе-теңдік потенциалы төмендегіше жазылады: Етен = Е2Н + /Н2 + 0,059 lg (Н+) Егер, Н2Н + /Н2 = 0 және рН = lg (Н+) онда келесі жәй теңдеуге келеді: Етен = 0,059 lg (H+) немесе Етен = --0,059 pH. Алынған теңдеуден шығатыны, ерітінді қышқылдығы жоғары болған сайын, (рН төамен болғанда) жүйенің тотығу-тооықсыздану потенциалын 2Н+/ Н2 көп болады. Солай етіп, мысалы нейтраль ертіндіге сутегі иондары, су молекуласы диссоциясын түзіп, металдан бастап темірге дейін кернеу қатары тобын құрайды. Металдар тобының қышқылдығы артқан сайын, сутектік деполяризацияға ұшырап, ұлғайып іс жүзінде белгілі қышқыл ортада металдар коррозия өте аз жүреді. Нейтраль және сілтілік ортада, мысалы, темір мен болат коррозияциаланғанда оттектік деполяризация жүреді. Бұл жағдайда сутегі бөлінбейді. Ал ОН- иондары түзіп, Ғе 2+ иондары қосылып, нәтижеде коррозия болып, ертіндіге өтеді. Ғе2+ + 2ОH- Ғе (ОН)2 4Ғе (ОН)2 + 2Н2О + О2 = 4Ғе (ОН)3 Ғе (ОН)3 - - ҒеООН + Н2О Жүйеде тотығу-тотықсыздану тепе-теңдік потенциалдары О2, 4Н+ /2Н2О сутегі иондары концентрациясы мен + 0,815В өлшемін құрайтын нейтраль ертіндіден тұрады. (Е02/4Н+/Н2О = + 1,229 ) сілтілік ертінді үшін жүйедегі. (Е02, 2Н2О/4НО- = +0,41), тепе-теңдік потенциалы қышқыл ертіндіге өткенде ұлғаяды. Келтірілген потенциалдардың металдардың стандартты электродтық потенциалымен салыстырғанда байқайтынымыз, коррозия кезінде суда оттегінің еруін құрайтыны қауіпті. Кернеу қатарына орналасқан солдан күмістен бастап, ол барлық металдарды тотықтыруы мүмкін. Атап айтқанда, отектік деполяризация кеңінен тараған Коррозияға кей кезде таза металдарда ұшырайды. Мысалы, рН-тың көп мәнінде алюминий еріп, темір ерімей қалады. Мырыш гидроксидінің амфотерлігінен рН-тың ауытқуымен 7-ден екі жаққа қарай да мырыш коррозиясы өседі. Сонымен коррозияға төзімді металдар жоқ. ЭЛЕКТРОХИМИЯЛЫҚ КОРРОЗИЯНЫҢ ЖАҒДАЙЛАРЫ Атмосфералық коррозия – кәдімгі температурадағыылғал аадағы коррозия. Метадың беті отегіден тұратын жұқа қабықпен жабылады. Бұл жұқа қабытқа оттектік деполяризация коррозиясы жүреді. Жай гальваникалық жұп н/с. Коррозияның күшеюі ылғадықтың өсуінен, температурадан СО, SО2 тұратын шаңдардан, сонымен қатар тесік пен беттің кедір-бұдырынан ұлғаяды. Топырақтық коррозия түтікөткізгіштерде, кабельдің айналасында және барлық жер асты құбырларында болады. Бұл жағдайда оттегіден тұратын, металл топырақтың ылғалына ұшырайды. Топырақтың жоғары дымқылында, рН-тың төменгі мәнінде, жақсы электрөткізгіштерде коррозия активті болады. Мұндай жағдайда егер қорғану шарасын қолданбаса, түтікөткізгіштер жарты жыл ішнде бүлінеді. Электрлік коррозия трамвайдан шыққан, метро, электрлі темір жолдар мен басқа электр қондырғылардан тұрақты тоқта істейтін, адасқан тоқтар болады. Адасқан тоқтардың күші 300А жетіп, бірнеше ондаған киллометрге дейін барады. Олар жер асты құбырларын, түтікөткізгштерді, электр кабельдерді бүлдіреді. Тұрақты тоқтың кіріп шығуын, жерге жақындаған, металл бұйымдарда болады. Сонымен бұл металдарда катодтық және анодтық зона түзіліп анодтық зонада тоқтың шығу орны коррозияға ұшырайды. Анодтық зонадағы процесс Ғе – 2е - - Ғе 2+ Катодтық зонадағы процесс 2Н+ + 2е - - Н2 О2 + 2Н2О + 4е - - 4ОН- Металдар коррозиясы жүреді және үлкен шығынға ұшыратады, сондықтан металдар мен құймаларды коррозиядан қорғаудан мәні зор мағынаға ие. МЕТАЛДАРДЫ КОРРОЗИЯДАН ҚОРҒАУ Ғасырлар бойы адамдар коррозиямен күресудің жолын іздеуде және одан әрі жалғастырып отыр. Бұрын бұл тікелей істелген, ал қазір оны химия-физикалық механизмдермен жалғастыруды. Металдарды коррозиядан қорғаудың ең қарапайым әдісі – бұл қоршаған ортаны оңашалау. Қазіргі уақытта коррозиямен күресудің әдістері төмендегідейі болып қолданылады. І. М е т а л д ы қ ж а б ы н д а р (анодтық және катодтық) Металдардыңбетін мырыш, қалайы, никель, хроммен қаптайды. Қалайы және мырышпен қаптайтын екі түрлі жабынды қарастырамыз. Мырыш пен қалайы қабаты темірді түгелімен сақтайды, бұлардың арасындағы қаптауларда айырмашылық жоқ қорғаушы қабат бұзылғанда ылғалдың қатысуымен темір-мырыш гальваникалық жұбы пайда болады. Бұдан темір әр түрлі жағдайларда болады. а)Катодтық жабындар Темірді қалайымен қаптаған қаптаудың ашық жерінде электрохимиялық коррозия жүреді. Гальваникалық элементте теріс электрод (анод) – темір, ал оң электрод (катод) – қалайы болады. Темір активті металл болғандықтан қалайыға өзінің электрондарын беріп, Ғе2+ оң зарядталған иондарға айналып, яғни тотығады. Анод Ге: Ге – 2е - - Ге2+ Қалайы элетрондары өткізгіште болады және оның бетінде төмендегі тотықсыздану процесі жүреді. Катод Sn: а) 2Н+ + 2е - - Н2 (сүйектік деполяр) б) О2 + 2Н2О + 4е - - 4ОН- (оттектік деполяр) Бірінші процесс ауасыз қышқыл ерітіндіде орын алады. Ал екінші, оттексіз нейтраль немесе сілтілік ертіндіде орын алады. Гидроксид иондарымен қосылып, темір иондары ертіндіге өтеді. Ғе2+ + 2ОН- - - Ғе(ОН)2 Ғе(ОН)2 - - ҒеО + Н2О Бұдан басқа, темір гидроксиді (П) ауада оттегімен тотығады. 4Ғе(ОН)2 + О2 + 2Н2О = 4Ғе (ОН)3 айрылғанда, 2Ғе (ОН)3 - - Ғе2О3 + 3Н2О. Нәтижеде бұл процестердің барлығы темір бетінде пирог қабаты сияқты әр түрлі тотықтарда тоты болады. 3-сурет Т е м і р к о р р о з и я с ы Мырышталған темір жағдайында қарама-қарсы сурет орын алады. Бұл жағдайда мырыш теріс электрод, ал темір оң электрод болады. Мырышталған пластикада мырыш тотығып жүреді. Zn - 2e - - Zn2+ Zn 2+ + 2OH- - - Zn(OH)2 Темір пластикада сутегі иондарының тотықсыздануы да оттегі иондарының тотықсыздануы да жүреді. (оттекті деполяризация). 2. Х и м и я л ы қ қ а п т а у Табиғаттың өзі ең қарапайым күресті өзі айтады. Металдың бетін осы металл оксидінің жұқа қабығымен жабуға болады. Жұқа қабық өте жіңішке, көрінбейтін, бірақ бұдан металдың одан әрі тотығуын жақсы қорғайды. Бұған жақсы мысал – алюминий. Ол термодинамикалық тұрақты болып, оксид қабығымен тез қапталады. Бұл тығыз оттегі қабаты арқылы оны тотықтыруға металдың тесіктеріне өте алмайды. Темірді оксидтік жұқа қабатын қорғау үшін қыздыру керек. «Көк» болаттарға жататын бұйымдарға t = 1400 С температура азотты қышқыл тұздарын ертіндісі жатады. Тез тотығатын металдарға оксид емес жұқа қабатын келтіру мүмкін, ол басқа аз еритін қосылыстардың жұқа қабатында болады, мысалы, темірдің бетін фосфорлайды, яғни суда ерімейтін темір фосфаты қабатын жабады. 3. М е т а л л е м е с т е р м е н қ а п т а у Металдарды металл еместер болулармен, лактармен, цементтермен, полимерлік қабаттармен қапталады. 4. Э л е к т р о х и м и я л ы қ қ о р ғ а у Электрохимиялық әдістерге протекторлық және катодтық қорғайлар жатады. Протекторлық қорғау. Қорғайтын конструкция (жер астындағы түтікөткізгіштер, кеменің корпусы) электролит (мұхит суы, жер астындағы топырақ суларында және т.б.) ортасында тұратын болғанда ғана қолданылады. Қорғайтын металға қарағанда, теріс потенциаға ие, қорғайтын конструкцияның металына протектормен қосады. Болаттан жасалған бұйымдарды қорғауда, протектор ретінде, әдетте, алюминий, мырыш, және олардың құймаларын қолданады. Коррозия процессінде протектор анод болады да конструкцияны бұзылудан сақтап өзі желінеді. Катодтық қорғау қорғайтын конструкция (мысалы, булы котел, жер асты түтік өткізгіштер және т.б) ішкі тұрақты тоқ көзінің теріс полюсіне жалғанған. Солай етіп, электродтар потенциалдарының өзгеруі жүреді, қорғайтын металл катод болып және металдық тотығуы тоқтауы мүмкін емес, катодта тек қана тотықсыздану процессі жүреді, Бұдан коррозиаланатын металл барлық уақытта анод деп аталып, тотығу процессі жүреді, металл атомдарына электрондарын беріп және әр түрлі химиялық қосылыстарда иондарға айналады. 5. И н г и б и т о р д ы қ о л д а н у Кейінгі уақытта коррозиямен күрес үшін ингибиторлар қолданылады. «Ингибитор» деген латын сөзінен аударғанда «тоқтау» деген мағына береді. Катализатор ретінде химиялық процестерді тездету уақытында бұдан реакцияның соңғы өнімі шықпайды, ингибитор коррозиялық процессті бәсеңдетеді, бұдан агрессивтік орта құрамы өзгермейді. Кей кезде «ингибиторлар» «теріс катализатор» деп те аталады, бірақ принципте бұлай атау анық емес, сонымен бірге ингибиторлардың әсер ету механизмі басқа. Тоқтайтын ингибиторлар мақсаты мынадан тұрады, детальдарда өздігінен түзетін жұқа қабаттар түзеді, қоршаған ортада металды оңашалайды. Механизм түзетін ингибитор жұқа қабаттар әр түрлі болуы мүмкін. А) жай вариант – физикалық адсорция. Қыздырған бұл қорғау бүлінеді, сондықтан ингибитордағы энергияның қозғалыс бөлшектерінің көп бөлшегі тоқтайды. Металдық молекуларлық езгісінде өзінің бетінде ингибитор бөлшектері ұстауға болмайды. Б)Химиялық адсорбция. Бұйымдардың бетінде ингибитор бөлшектері сол металдардың әсер етумен қатысады, одан соң молекулааралық байланыстарда орнын ұстайды. Нәтижеде қорғаныш қабаты тұзіледі. В) Коллойдтық ингибиторлар. Коллоид бөлшектері металл бетінде айырылып коагулацияланады, нәтижеде қорғау қасиетін игеретін темір түзетін жұқа қабаттар түзіледі. Г) Ингибиторлар оксидтік жұқа қабат түзіп, тығыздалып оксидтің бос жұқа қабатына ие болады. Соңғы жағдайларда ингибитор бөлшектері бос жұқа қабатына ие болады. Соңғы жағдайларда ингибитор бөлшектері бос жұқа қабаттың тесіктеріне орналасады, «торланып» бір уақытқа жұқа қабыққа қысылады оның қалыңдығы кішірейіп, мұнда ол тығыз және жарық өтпейді. Ингибитордың әсер ету механизмін көптеген химиктер зерттеді деп атауға болады. Советтік ғылымдар (проф. С. А. Билдин өзінің әріптестермен бірге және т.б.) қышқылдарға қосқанда металдардың жүз еседей (коррозиалануын) бәсеңдтетін бірқатар ингибиторлар (маркасы 4М, ПБ және басқада препараттар) жасады. Ингибиторлар бұ қазан қақтарын қатты химиялық тазалауда, өндірілген бұйымдардан қабыршақты түсіру үшін және тұз қышқылын болат ыдыстарында сақтап тасымалдауда кең қолданылады. Бейорганикалық игибиторлардың қатарына нитридтар, хроматтар, фосфаттар, силикаттар жатады. Ингибиторларды оқып үйрену жас ғылымның орталығын салыстыру. Бірден бір орталық проблемасы – кез келген жағдайда кез келген металды коррозиядан қорғаудың универсальды ингибиторлар жетістіру. Коррозияға жағдай жасалу туралы бірнеше сө айтуға болады. Металдың қорғаныш жұқа қабығын немесе оның тесіктерінен алып тастау, коррозияны күшейтеді. Бірдей – бір энергиялық жағдай жасау – хлор иондары деп аталады, әсіресе көптеген металдар теңіз суында тез бұзылады. Бір миллионер яхтаның жер асты бөлігін мыс-никель құймалары мен болаттардан жасауды ұйғаруы – эпизодта белгілі. Теңіз суында негізінен, бұл детальдар қанттың шайда ерігеніндей ериді. Суда еритін құрамы коррозияны тездететін оның алғашқы өнімімен байланысты екені үлкен роль атқарады. Бір уақытта жағдай жасалатын , ингибиторлар металдан коррозияға тұрақтылығы оның концентрациясының қатынасынан тұрады. Лекцияда ұйымдастырылған Металдар коррозия тақырыбы бойынша және практикалық сабақтарға тәжірибелер Мыстың қатысуымен мырыштың коррозиясы . Пробиркадаға Ін НСІ ертіндісіне Х.4 (маркалы) таңбалы мырыш түйірін салыңдар. Мырыштың қалай тез еритінін белгілеңдер. Пробиркаға тотияиын (мыстың күкірт қышқылды тұзын) ертіндісін қосыңдар. Ертіндіні қосқанға дейін және соңғы мырыштың еру жылдамдығы салыстырыңдар. Т ү с і н д і р м е: Қышқыл ертіндіге тотияин қосқаннан кейін реакция басталады. Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu Мырыштың бетіне мыс тұрып қалады да гальваникалық жұп түзіледі. Бұнда мырыш-анод та, мыс-катод деп аталады. Анод Zn: Zn – 2e = Zn2+ E 2+/ Zn = +0,76 B Катод Cu: 2H+ + 2e = H2 E Cu2+/ Cu = +0,34 B Нәтижеде мырыштан мысқа электродар өтіп мырыштың коррозиялануын жылдамдатады. Мырышталған және қалайыланған темірдің коррозиясы. Екі темір сымды зімпара қағазбен тазалаңдар. Біреуін жұқа қалайы пластинкасына бекітіңдер, ал екіншісін – мырыш пластинкасына бекітіңдер. Сымдарды су құйылған екі пробиркаға салыңдар, ерітілген күкірт қышқылының бірнеше тамшысын құйыңдар. Екі пробиркаға екі тамшыдан Кв [Ғе (Сu)6] ертіндісін қосыңдар. Қайсы пробиркада көк болудың тез пайда болғанын көрсетіңдер. Т ү с і н д і р м е: Контактідегі екі метаддың әр түрлі электродтық потенциалдарының активтігі көп металл коррозияға ұшырайды, ал активтігі азда сутегі бөлінеді немесе тотықсыздандыруы жүреді. Бұл жағдайда контактіде мырышпен темірде мырыш ериді де, темірге қарағанда активтігі көп металл деп аталады. ЕҒе2+/Ғе = = 0,44B EZn2+/Zn = - 0,76 B E3n2/Sn Темір қалайымен контактіге түйіскенде онда темір коррозияға ұшырап, оның иондары ертіндіге өтеді. Ғе2+ иондарының қатысуымен ерітіндегі көк бояу Кв [Ғе(Сu)6 ] әрекеттесуімен пайда болады. Бұл иодағы аналитикалық реагент Анод Ғе: Ғе – 2е - - Ғе2+ Катод : 2Н+ + 2е - - Н2 3Ғе2+ + 2К3[Ғе (CN)6] = Ғе3[Ғе(CN)6] + 6K+ көк түс 3. А л ю м и н и д і ң к о р р о з и я с ы Екі алюминий пластинканы алыңдар. Бір пластинканы (тілікті) бақылау үшін қалдырыңдар. Бірнеше уақытта соң алюминидің екінші пластинкасы бүліне бастайды. Қаққаннан кейін оған алюминий оксиді ұнтақтары ақ ұлпа түрінде жабысып тұрады. Т ү с і н д і р м е: Металдан жасалған алюминийге ауада өте жұқа және алюминиийдің оксидінің тығыз жұқа қабығымен қаптайды. Оксидтік жұқа қабат алюминийді коррозиядан қорғайды. Ізінше бақыланған пластинка ауада өзгермейді. Сілтімен жуған алюминий пластинкасы бетінде металдық сынап бөлініп, алюминиймен сұйық құйма-анальгин түзіледі. Амальгам алюминийге оттегі молекулаларын оңай өткізеді. Және ол тез тотыға бастайды, яғни осидке айналады. 2Al + 3H(NO3)2 = 3Hg + 2Al (NO3)2 Cынап ( П ) нитраты ертіндісімен жуған алюминий пластикасы бетінде металдық сынап бөлініп алюминиймен сұйық құйма – амальгам түзіледі. Амальгам алюмийнге оттегі молекулаларрын онай өткізеді және ол тотыга бастайды, оксидке айналады. 2 AI + 3 (N03)2 =3 Нд + 2 (N03)3 AI + Нд = AIHд (амальгам) 4AlHg = +3O2 = 2Al2O3 + 4 = Hg Cоңғы теңдеуде көрсетілгендей,металл сынап босатылады және алюминиймен реакцияға түсіп амальгам түзілуі жалғасады, яғни коррозия процессі жалғасады. Қарастырылған алюминий коррозиясы газдық немесе амфотерлік коррозия сияқты болады. 4. К о р р о з и я н ы ң с т и м у л я т о р л а р ы Екі алюминий сымын және екі мыс сульфаты ертіндісі бар цилиндрді алыңдар. Бірінші цилиндрге алюминий сымын салып, реакция жүретінін байқаңдар. Бірінші цилиндрге мыс сульфаты ертіндісіне кристалбды натрий хлоридын қосыңдар да шыны таяқшамен араластырыңдар. Одан осы алюминий сымын салыңдар Шамамен 1-2 минуттан соң сымды мыстың қаптағанын және сутегінің бөлінгенін байқаңдар. Т ү с і н д і р м е : Металл алюминийді оксидтік жұқа қабықпен жабады, сондықтан бірінші цилиндрде алюминий мен мыстың бөліну реакциясы жүрмейді. Натрий хлоридін қосқаннан хлор иондары, алюминий оксидінің қорғаныш жұқа қабығын бүлдіреді және металл алюминиймен мыс сульфатының бөліну реакциясы жүреді. 2Al + 3CN SO4 = Al2(SO4) + 3CN Бір уақытта мыс және алюминий бөлінгенде гальваникалық элемент түзіледі, алюминий анод, ал мыс катод деп аталады. Анодта алюминий атомдарының тотығуы, ал катодта – сутегі иондарының тотықсыздануы және газ күйіндегі сутегінің бөлінуі жүреді. Анод Al: Al – 3e - - Al3+ Катод CN 2H + 2e - - H 5. К о р р о з и я н ы ң и н г и б а т о р л а р ы Екі цилиндрге 30мл 18% тұз қышқылын құйыңдар. Бір цилиндрді бақылау үшін, ал екіншісіне 2мл 40% - тік формалин ертіндісін қосыңдар. Әрбір цилндрге темір жонқасын тастаңдар. Екі цилиндрдегі темірдің тұз қышқылымен әрекеттесуінің жылдамдық реакциясын салыстырыңдар. Т ү с і н д і р м е : Бақылаған цилиндрде темір тұз қышқылымен әрекеттесіп, реакцияда сутегі бөлініп шығады. Ғе + 2НСІ = Fe CI2 + H2 Екінші цилиндрде сутегі көпіршіп бөлінгені байқалады, себебі мұнда формалин қосылған, ол коррозияның ингибиторы деп атайды. Ингибиторлар немесе коррозияны бәсеңдетушілер коррозияның дамуына кедергі жасайтын және металл бетіндегі пассивтік заттар деп атайды. Ингибиторлар биорганикалық сияқты, органикалық заттар болуы мүмкін. Металдық бұйымдарды ұзақ сақтай үшін органикалық ингибиторлар қолданылады. Оның әсер ету механизмі жалпы жағдайда активті металл бөліміне ингибитор молекула адсорбциясы шығады, бұдан металл кассивтеледі. 6. М ы с т ы ң қ а т ы с у ы м е н т е м і р д і ң к о р р о з и я с ы Суы бар стаканға натрий хлоридін ерітіңдер, одан соң аз ғана қан қызыл тұз қосыңдар және бірнеше тамшы спирттік ертінді фенофталеген қосыңдар. Ерітіндіге өзара байланысқан темір мен мыс сымдарын салыңдар. Бірнеше минуттан моң мыс сымдарының айналасы қызыл, малина түсті болу ол темірдің айналасы көк түс пайда болады. Т ү с і н д і р м е: Мыс пен темірдің арасындағы контактіленген орында гальваникалық жұп түзіледі, мұнда темір анод, ал мыс катод деп аталады. Темір тотығын, ерітіндіге иондар түрінде өтеді, қан түсті қызыл тұздың әрекеттесуімен реакция жүреді және туриболдық түзіледі. Бұл уақытта мыс сымында электрондардың қатысуымен оттегі тотықсыздану жүреді, темірден мысқа өтеді.(оттекті деполяризация) Анод Ғе: Ғе – 2е - - Ғе2+ Катод СN: O2 + 2H2O – 4e - -4OH- Ерітінді де: 3Ғе2+ + 2К3[Ғе(СN)6] = Ғе3 [Ғе (СN)] 2 + 6R+ Оттегімен тотықсыдану теңдеуінен катодтық кеңістікте ерітіндінің сілтілігі артқанын көреміз, нәтижеде жураксид иондары түзіледі. Сондықтан фенофталеин мыс сымдарының айналасын малина түске бояйды. 7. Темірді оксидтік жұқа қабықпен қаптау Екі темір шегені зімпира қағазбен тазалаңдар, біреуін концетрленген азот қышқылы бар пробиркаға бірнеше минут салыңдар. Екі шегені сумен жуып, ерітілген күкірт қышқылы бар стаканға салыңдар. Қайсы шеге қышқылмен реакцияға түскенін, ал қайсысында болмайтынын белгілеңдер және және не үшін түсіндіріңдер. Т ү с ін д і р м е: Тазартылған концентрленген азот қышқылына темір шеге ерітілген күкірт қышқылынан сутегі бөлінеді. Ғе + Н2SO4 = Fe SO4 + H2 Екінші нөлге күкірт қышқылымен әрекеттеспейді, себебі концентрленген азот қышқылының әсерінен оның бетінде мықты оксидтік жұқа қабат түзіледі, агрессивтегі ортада темір коррозиядан қорғайды. Темір қыздырғанда тотығу. Төрт темір шеге алыңдар. Бірінші шегені бір минут жалыңған қыздырыңдар, екіншісін екі минут, үшіншісін – минут, және үшіншісін – үш минут, Қыздырғанна кейін шегенің сарғыш, қызыл, көк және сұр-көк түске айналғанын қараңдар. Қыздырған уақытта өзінің ұлғайғанын және темір оксидінің жұқа қабығының түрі болады. Теориялық қыздыруда шегелердің тазартылмаған шегелермен салыстырып ерітілген күкрт қышқылына салып коррозияға тұрақты екенін байқаңдар. жүктеу/скачать 43.13 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|
1 2