Цель работы: изучить понятия «коррозия».

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.

Результаты опыта:

1. 
   Написать уравнение реакции взаимодействия цинка с серной кислотой.
   

Zn + H₂SO₄ = ZnSO₄ + H₂

2. Составить схему гальванического элемента, возникающего при контакте цинка с медью. Написать уравнения электродных и токообразующей реакций.

анод (-) Zn| H₂SO₄ | Cu (+) катод

(-) анод): Zn⁰ – 2e  Zn²⁺ 1

(+) катод: 2Н⁺ + 2е  Н₂ 1




Zn⁰ + 2Н⁺ Zn²⁺ + Н₂

Zn + H₂SO₄ = ZnSO₄ + H₂

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

При образовании гальванопары Zn-Cu в кислой среде происходит растворение более активного металла, то есть цинка.

Образующиеся при диссоциации HCl хлорид–ионы играют роль активаторов коррозии многих металлов. Они характеризуются высокой адсорбируемостью на цинке и повышают его растворимость в виде хлорида цинка. Ионы же водорода на меди (катоде) принимают электроны, разряжаются до свободного водорода, что вызывает дальнейшее растворение цинка вплоть до полного его разрушения.
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.

Результаты опыта:

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

анод (-) Zn| H₂SO₄| Fe (+) катод

(-) анод): Zn⁰ – 2e  Zn²⁺ 1

(+) катод: 2Н⁺ + 2е  Н₂ 1



Zn⁰ + 2Н⁺ Zn²⁺ + Н₂

Zn + H₂SO₄ = ZnSO₄ + H₂

Оцинкованное железо – анодное покрытие.

анод (-) Fe| H₂SO₄| Sn (+) катод

(-) анод): Fe⁰ – 2e  Fe²⁺ 1

(+) катод: 2Н⁺ + 2е  Н₂ 1



Fe⁰ + 2Н⁺ Fe²⁺ + Н₂

Fe + H₂SO₄ = Fe SO₄ + H₂

Железо с оловом – катодное покрытие.

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

В случае нарушения целостности покрытий и наличия раствора электролита разрушается более активный металл. В анодном покрытии разрушается цинк, в катодном 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.

Результаты 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.

анод (-) Al| H₂O, O₂ | Hg (+) катод

(-) анод): Al⁰ – 3e  Al³⁺ 4

(+) катод: 2Н₂O + O₂ + 4е  4OH^- 3



4Al⁰ + 6Н₂O + 3O₂ 4Al³⁺ + 12OH^-

4Al + 6Н₂O + 3O₂ 4Al(OH)₃

Продукт коррозии алюминия – гидроксид алюминия.

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

Роль защитной пленки в ослаблении коррозии – изолировать металл от внешней среды.
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.

Результаты опыта:

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

4Fe + 6Н₂О + 3О₂ = 4Fe(OH)₃

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

Без доступа кислорода коррозия металла не развивается.

---

Смотрите также файлы

• Цивилизационные факторы формирования современного государственного.pdf

• Physical transformation. Тренировки для дома и улицы.pdf

• Диагностика результатов учебной деятельности обучающихся (с практикумом).docx

• Формирование интереса к урокам физической культуры детей младшего школьного возраста.pptx

• Цель работы изучить классы неорганических соединений, научиться составлять уравнения реакций. Задание.docx