Файл: Отчет по лабораторной работе (наименование работы прописными буквами).docx

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования
ИРКУТСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИСЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра-________________________________

^{наименование выпускающей кафедры}

Отчет по лабораторной работе ___________________________

^{(наименование работы прописными буквами)}
Выполнил студент гр. ________________________

^{номер группы / (подпись) Ф.И.О}
Принял. ________________________

^{должность / (подпись) Ф.И.О}

Иркутск 2023

Лабораторная работа

Коррозия металлов

Выполнение работы

Опыт 1. Влияние образования гальванической пары на процесс растворения металла в кислоте

В стеклянную трубку, согнутую под углом, налить 2−3 мл разбавленной серной кислоты. Поместить в одно колено пластинку цинка. Отметить выделение газа. В другое колено в раствор серной кислоты поместить медную проволоку, не дотрагиваясь до кусочка цинка. Выделение водорода на меди не происходит (почему?). Ввести медную проволоку глубже, до соприкосновения с цинком. На поверхности меди появляются пузырьки водорода.

Требования к результатам опыта

Написать уравнение реакции взаимодействия цинка с серной кислотой.

Zn+H2SO4=ZnSO4+H2

Zn+2H(+)+SO4(2-)=Zn(2+)+SO4(2-)+H2

Zn+2H(+)=Zn(2+)+H

Составить схему гальванического элемента, возникающего при контакте цинка с медью. Написать уравнения электродных процессов и токообразующей реакции.
Самый известный гальванический элемент - это элемент Якоби-Даниэля

(медно-цинковый элемент). Состоит из цинковой и медной пластин, погружённые в растворы сульфатов цинка и меди. При этом обеспечивается (разными способами) контакт, но не смешивание растворов.
Схема элемента анод (-) Zn | ZnSO4|| CuSO4| Cu катод (+)

На аноде окисление цинка Zn - 2e = Zn(2+)

На катоде восстановление меди Cu(2+)+ 2e = Cu

Суммарная реакция в ионном виде: Zn + Cu(2+)= Cu + Zn(2+)

В молекулярной форме: Zn + CuSO4= Cu + ZnSO

Сделать вывод, как влияет образование гальванического элемента на процесс растворения цинка в кислоте.

---

Вывод:

В растворах соляной и азотной кислот коррозия цинка выше, чем в растворе серной кислоты такой же концентрации.

Образующееся на цинке в процессе его растворения продукты коррозии, особенно с низким перенапряжением выделения водорода

(например, Cu), еще сильнее ускоряют разрушение металла за счет увеличения площади катодных участков.

Опыт 2. Защитные свойства металлических покрытий

В две пробирки налить по 2-3 мл раствора серной кислоты и добавить несколько капель раствора гексацианоферрата (III) калия. В одну из пробирок опустить полоску железа, скрепленную с цинком, в другую – полоску железа, скрепленную с оловом. Через несколько минут в одной из пробирок (какой?) наблюдается интенсивное синее окрашивание.

Требования к результатам опыта

1. 
   Составить схемы образующихся гальванических элементов в кислой среде и написать уравнения электродных процессов и токообразующих реакций. Указать, для каждого процесса, какое покрытие образует прикрепленный металл – анодное или катодное.
   

При контакте железа с цинком реакция протекает быстрее, но ионов железа не обнаружено, окислению подвергается цинк. При контакте железа с оловом реакция позже, но в раствор переходят ионы железа.

2. 
   Сделать вывод, какой металл разрушается в случае нарушения анодного и катодного покрытия.
   

Вывод:

Коррозии подвергается железо

Опыт 3. Роль защитной пленки в ослаблении коррозии

Алюминий – активный металл и легко вступает во взаимодействие с водой с выделением газообразного водорода. Однако алюминий на воздухе покрывается прочной оксидной пленкой, которая обуславливает коррозионную стойкость алюминия.

В два стакана насыпать алюминиевую стружку. В первый стакан налить дистиллированной воды. Наблюдать, что никакого взаимодействия не происходит. Оксидная пленка защищает алюминий и препятствует взаимодействию металла с водой.

Во второй стакан налить раствор нитрата ртути (II). Алюминий как более активный металл вытесняет ртуть и образует с ней амальгаму (сплав алюминия с ртутью), препятствующую возникновению защитной пленки на поверхности алюминия. Амальгамированный алюминий ополоснуть водой. Затем залить дистиллированной водой. Наблюдать интенсивное выделение газа.

---

Требования к результатам опыта

1. 
   Написать уравнение реакции взаимодействия алюминия с нитратом ртути (II).
   

2Al + 3Hg(NO3)2→ 2Al(NO3)3+ 3Hg

2. 
   Составить схему гальванического элемента в атмосферной среде, написать уравнения анодного и катодного процессов и токообразующей реакции. Указать продукт коррозии алюминия.
   

Продукт реакции водород

3. 
   Сделать вывод о роли защитной пленки в ослаблении коррозии.
   

Вывод:

Оксидная пленка защищает алюминий от коррозии.

Опыт 4. Роль кислорода в процессе коррозии железа

В три пробирки поместить железные гвозди. В первую налить воды до половины высоты гвоздя, в остальные пробирки налить воды, чтобы гвоздь был полностью погружен в воду, в третью пробирку поверх воды аккуратно налить подсолнечное масло, чтобы предотвратить доступ кислорода воздуха к толще воды. Через некоторое время наблюдать результат коррозии железа в каждой пробирке. Отметить, в какой пробирке образовалось больше ржавчины.

Требования к результатам опыта

1. 
   Написать уравнение реакции взаимодействия железа с водой и кислородом.
   

2Fe + O2+ 2H2O → 2Fe(OH)

2. 
   Сделать вывод о роли кислорода в процессе коррозии железа.
   

Вывод:

Кислород в роли сильного деполяризатора увеличивает скорость процесса коррозии железа, за счет активации катодного процесса. Если доступ кислорода ограничен (использован слой масла на поверхности воды), то скорость протекания процесса коррозии замедляется (незначителена).

---