Файл: Отчет по лабораторной работе 10 Вариант 4 по дисциплине Химия.pdf

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
ИРКУТСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ
Институт/Факультет - Вечерне-заочного обучения
Кафедра - Недропользования
Коррозия металлов
Отчет по лабораторной работе № 10
Вариант №4 по дисциплине Химия
Выполнил
Студент, номер группы
ОПз-22-1
(подпись)
М.Е. Баргуев
И. О. Фамилия
Принял Должность
(подпись)
О.В. Кузнецова
И. О. Фамилия
Иркутск-2023

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
1.Написать уравнение реакции взаимодействия цинка с серной кислотой.
Zn+H
2
SO
4
=ZnSO4+H
2
Zn+2H
+
+SO4
-2-
=Zn
2+
+SO4 2-
+H2
Zn+2H
+
=Zn
2+
+2H
2.Составить схему гальванического элемента, возникающего при контакте цинка с медью. Написать уравнения электродных и токообразующей реакций.
Самый известный гальванический элемент - это элемент Якоби-Даниэля (медно- цинковый элемент). Состоит из цинковой и медной пластин, опущенных в растворы сульфатов цинка и меди соответственно. 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 + CuSO
4
= Cu + ZnSO
1.Сделать вывод, как влияет образование гальванического элемента на процесс растворения цинка в кислоте.
Вывод: В растворах соляной и азотной кислот коррозия цинка значительно выше, чем в растворе серной кислоты такой же концентрации.
Выпадающие на цинке в процессе его растворения продукты коррозии, особенно с низким перенапряжением выделения водорода (например, Cu), еще больше 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 и токообразующих реакций. Указать, для каждого процесса, какое покрытие образует прикрепленный металл – анодное или катодное.

2.При контакте железа с цинком реакция идет быстрее, но ионов железа не обнаружено, окислению подвергается цинк. При контакте железа с оловом реакция позже, но в раствор переходят ионы железа.
Сделать вывод, какой металл разрушается в случае нарушения анодного и катодного покрытия.
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(NO
3
)
2
→ 2Al(NO
3
)
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.
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 + O
2
+ 2H
2
O → 2Fe(OH)
2 2.Сделать вывод о роли кислорода в процессе коррозии железа.
Кислород в роли сильного деполяризатора стимулирует коррозию железа, увеличивая скорость ее за счет активации катодного процесса. Если доступ кислорода ограничен
(использован слой масла на поверхности воды), то процесс коррозии незначителен.