Что произойдет при контакте sn и fe в растворе кислоты

1. Химическую коррозию вызывают

2) оксиды углероды и серы

4) все перечисленные факторы.

2. При контакте Ni и Fe в растворе кислоты

1) железо будет растворяться

2) железо будет восстанавливаться

3) никель будет растворяться

4) будет выделяться кислород

3. Способ защиты от коррозии, при котором в рабочую среду вводят вещества, уменьшающие агрессивность среды, называют

2) использованием нержавеющих тканей

3) протекторной защитной

4. Способ защиты от коррозии, при котором железный лист покрывают слоем олова

2) использование нержавеющих сталей

3) протекторный защитной

5. Наиболее активно корродирует

1) химически чистое железо

2) железо, покрытое слоем олова

3) техническое железо

4) сплав железа с титаном

6. Легирующий элемент, сообщающий стали коррозионную стойкость

4) Si
Условия выполнения задания

1. Место (время) выполнения задания: задание выполняется в аудитории во время занятия_

2. Максимальное время выполнения задания: 10 мин. При этом отмечаются правильные и ошибочные ответы и выставляется итоговая оценка.

ВАРИАНТ №2
1. Электрохимическую коррозию металла вызывает

1) контакт металла и кислорода

2) контакт металла с оксидами углерода и серы

3) наличие примесей в металле, контакт с другими металлами

4) контакт металла с водой

2. При контакте Sn и Fe в растворе кислоты

1) олово будет окисляться

2) железо будет восстанавливаться

3) олово будет растворяться

4) будет выделять водород

3. Способы защиты от коррозии, при котором создают контакт с более активным металлом называют

2) использованием нержавеющих сталей

3) протекторной защитой

4. Способы защиты от коррозии, при котором используют стали, содержащий специальные добавки, называют

2) использованием нержавеющих сталей

3) протекторной защитой

5. Наиболее активно корродирует

1) химически чистое железо

2) железо в отсутствии влаги

3) техническое железо во влажном воздухе

4) техническое железо в растворе электролита

6. Легирующий элемент, сообщающий стали устойчивость к воздействию кислот.

4) Si
Условия выполнения задания

1. Место (время) выполнения задания: задание выполняется в аудитории во время занятия_

2. Максимальное время выполнения задания: 10 мин. При этом отмечаются правильные и ошибочные ответы и выставляется итоговая оценка.
Ответы на тесты I вариант:, 1-1, 2-3, 3-4, 4-1, 5-3, 6-3,

Ответы на тесты II вариант:, 1-3, 2-4, 3-3, 4-2, 5-4, 6-4,
ВАРИАНТ №3
1. Какие три легирующих элемента повышают жаростойкость сплавов на основе железа?

2. Вещества, вводимые в коррозионную среду для повышения коррозионной стойкости металла, называют:

3. Для борьбы с МКК сварных конструкций из нержавеющих сталей в слабо

а) используют высокоуглеродистые стали;

б) применяют стали, легированные Mo и W;

в) осуществляют перед эксплуатацией длительный (более 2 часов) отжиг при 870 о С;

г) осуществляют перед эксплуатацией закалку с 1100 о С в воду с последующим

кратковременным (менее о С.

4. Для защиты от коррозии металлоизделий из углеродистых сталей в нейтральных средах (морская вода, почва) в качестве протекторных материалов применяют металлы (или сплавы на основе):

5. При нарушении сплошности защитного покрытия более безопасными покрытиями на поверхности некоррозионностойкой стали являются:

а) металлические катодные (Cu, Au);

б) металлические анодные (Al, Zn);

в) лакокрасочные (масляные, эпоксидные) ;

г) неметаллические (полиэтиленовые, эмаль-силикатные);

д) конверсионные (фосфатные, хроматные)

6. При ножевой коррозии:

а) образуется узкая (1-2мм) глубокая канавка по наплавленному металлу сварного шва;

б) образуются две узких (1-2мм) глубоких канавки в основном металле по обе стороны сварного шва, направленные вдоль шва;

в) образуется “пакет” узких (1-2мм) глубоких канавок в основном металле, направленных перпендикулярно сварному шву (от зоны проплавления до зоны аустенизации)

7. Для снижения скорости коррозии, протекающей по электрохимическому

а) требуется обязательно уменьшать скорость анодной реакции окисления металла;

б) требуется обязательно уменьшать скорость одновременно и анодной реакции

окисления металла и катодной реакции восстановления окислительного компонента коррозивной среды;

в) можно уменьшить скорость любой из сопряженных реакций.

8. При температурах T>700 o C в атмосфере содержащей CO2, одновременно

коррозионностойкими и жаропрочными металлическими материалами являются:

а) только высоконикелевые сплавы (типа XH77T10);

б) только нержавеющие ферритные стали (типа 12X27Ю5А);

в) только нержавеющие аустенитные стали (типа 12X18H9T);

г) только мартенситные стали (типа 40X9C2).

9. При анодной защите металлоизделий в цепи поляризации в качестве противоэлектрода используют:

в) электрод сравнения.

10. Если в металлоконструкции, выполненной из разнородных металлов, каждый из контактирующих металлов не способен пассивироваться в коррозивной среде, то контакт:

а) ускоряет коррозию менее благородного металла, и не влияет на коррозию более

б) ускоряет коррозию менее благородного металла и замедляет коррозию более

в) замедляет коррозию более благородного металла и не влияет на коррозию менее благородного;

г) усиливает коррозию обоих контактирующих металлов.
Условия выполнения задания

1. Место (время) выполнения задания: задание выполняется в аудитории во время занятия_

2. Максимальное время выполнения задания: 15 мин. При этом отмечаются правильные и ошибочные ответы и выставляется итоговая оценка.
ВАРИАНТ №4
1. Вещества, вводимые в коррозийную среду для повышения коррозионной

стойкости металла, называют:

2.Для подавления общей коррозии углеродистой стали в морской воде, осуществляют обычно:

а) катодную поляризацию на 200 – 500 мВ;

б) катодную поляризацию на 500 – 1000 мВ;

в) анодную поляризацию на 200 – 500 мВ;

г) анодную поляризацию на 500 – 1000 мВ

3. Для наилучшего подавления питтинговой коррозии нержавеющих сталей

а) модифицируют (введением иодид ионов);

г) делают нейтральной.

4. Для борьбы с МКК сварных конструкций из нержавеющих сталей в слабо

а) применяют, стали, легированные Mo и W;

б) осуществляют перед эксплуатацией закалку с 1100 о С в воду с последующим

кратковременным (менее о С.

в) используют, стали высокоуглеродистые;

г) осуществляют перед эксплуатацией длительный (более 2 часов) отжиг при 870 о С.

5. Для защиты от коррозии металлоизделий из углеродистых сталей нейтральных средах (морская вода, почва) в качестве протекторных материалов применяют металлы (или сплавы на основе):

6. Чем опасна термообработка при 450-800 o C, предшествующая эксплуатации металлоизделий из нержавеющих сталей в окислительных средах

а) может вызвать питтинговую коррозию;

б) может привести к усилению общей коррозии;

в) может вызвать наводороживание;

г) может вызвать межкристаллитную коррозию.

7. При нарушении целостности защитного покрытия более безопасными

покрытиями на поверхности некоррозионностойкой стали являются:

а) лакокрасочные (масляные, эпоксидные);

б) неметаллические (полиэтиленовые, эмаль-силикатные);

в) конверсионные (фосфатные, хроматные);

г) металлические катодные (Cu, Au);

д) металлические анодные (Al, Zn).

8. Фосфатные покрытия предназначены:

а) для самостоятельной защиты от общей коррозии любых металлических изделий;

б) для самостоятельной защиты от общей коррозии изделий из углеродистых сталей;

в) для улучшения адгезии лакокрасочных покрытий;

г) для повышения стойкости углеродистых сталей к коррозионному растрескиванию.

9. Для снижения скорости коррозии, протекающей по электрохимическому

а) требуется обязательно уменьшать скорость одновременно и анодной реакции окисления металла и катодной реакции восстановления окислительного компонента коррозивной среды;

б) можно уменьшить скорость любой из сопряженных реакций;

в) требуется обязательно уменьшать скорость анодной реакции окисления металла

10. Срок службы металлоконструкций, выполненных из разнородных металлов, в электропроводящих средах:

а) можно увеличить за счет увеличения площади поверхности более электроотрицательного металла;

б) можно увеличить за счет увеличения площади поверхности более электроположительного металла;

в) нельзя увеличить путем изменения соотношения площадей контактирующих металлов
ЗАДАНИЕ №33

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Что такое коррозия металлов?

2. Что общего между процессами, протекающими при электрохимической

коррозии, и процессами в гальваническом элементе?

3. Какие окислители чаще всего являются причиной электрохимической

4. Опишите процесс коррозии оцинкованного железа во влажной атмосфере,

целостность покрытия нарушена.

5. Опишите процесс коррозии никелированного железа в нейтральной среде

при свободном доступе кислорода (целостность покрытия нарушена).

6. Покажите, будет ли протекать процесс коррозии меди в кислой среде и в

нейтральной водной среде при свободном доступе воздуха.

7. Что произойдет, если железо заменить серебром? Будет ли серебро устойчиво к атмосферной коррозии в кислой, нейтральной и щелочной средах?

более опасен для цинка?

9. Предложите методы защиты железа от коррозии в нейтральной среде при

свободном доступе воздуха.

10.Какой (какие) из ниже приведенных металлов можно использовать в качестве катодного защитного покрытия для железа:

11. Подберите протектор для оцинкованного железа и опишите процесс

коррозии в кислой среде в присутствии протектора.

12. Подберите протектор для луженого железа и опишите процесс коррозии

в кислой среде в присутствии протектора.

13. Предложите метод защиты алюминия от коррозии в щелочной среде.

14. Опишите процессы, протекающие при коррозии латуни (сплав меди с

б) в нейтральной среде при свободном доступе воздуха.
Условия выполнения задания

1. Место (время) выполнения задания: задание выполняется самостоятельно(устно), в свободное время от аудиторных занятий

2. Максимальное время выполнения задания: 60 мин.

3. Данный вид контроля рекомендуется использовать в качестве закрепления усвоенного материала при подготовке к предстоящей практической работе
ЗАДАНИЕ №34
ИНСТРУКЦИОННО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ КАРТА

на выполнение практической работы № 7

по предмету «Материаловедение»
ТЕМА: Коррозия металлов и защита от нее. Покрытия.

НАИМЕНОВАНИЕ РАБОТЫ: Изучение методов защиты металлов от коррозии.

ЦЕЛЬ ЗАНЯТИЯ: Изучить защиты металлов от коррозии.

ПРИОБРЕТАЕМЫЕ УМЕНИЯ И НАВЫКИ: уметь правильно подобрать способ защиты от коррозии.

НОРМА ВРЕМЕНИ: 2 часа.

ОСНАЩЕНИЕ РАБОЧЕГО МЕСТА: инструкционные карты, рабочая тетрадь, учебник.

ЛИТЕРАТУРА: Рогачева Л.П. «Материаловедение»
ХОД РАБОТЫ
1. Задание 1. Роль кислорода в процессе коррозии железа.

пробирка 1-железный гвоздь + вода наполовину

пробирка 2- железный гвоздь + полностью

пробирка 3- железный гвоздь + вода + масло

2. Задание №2. Влияние электролитов на процесс коррозии железа.

стакан 1- железный гвоздь +вода

стакан 2- железный гвоздь +раствор NaCl

стакан 3- железный гвоздь +медь+раствор NaCl

стакан 4- железный гвоздь +алюминий +раствор NaCl

3. Задание №3. Влияние ингибиторов на процесс коррозии.

пробирка1- железный гвоздь +раствор NaOH+р-р NaCL

пробирка 2- железный гвоздь +раствор Na₃Po₄ + р-р NaCL

пробирка 3- железный гвоздь +раствор Na₂C₄O₄+ р-р NaCL

4. Сделать выводы
Контрольные вопросы

1. Чем отличается химическая коррозия от электрохимической?

2. Какие металлы чаще всего применяют для гальванических покрытий?

3. В чем сущность оксидирования стали?

4. Укажите, какие методы защиты от коррозии более эффективны и приемлемы для стальных труб трубопроводов?

а) покрытием битумом, стекловатой;
б) никелирование, хромирование;
в) покраска масляной краской, покрытие битумом, стекловатой;
г) протекторная защита более активным металлом.

Задание №1. Больше ржавчины образуется в пробирке 1- железо соприкасается и с водой и с кислородом. В пробирке 2 ржавчины меньше т. к железо соприкасается только с водой. В пробирке 3 гвоздь почти не проржавел, кислород не смог пройти через слой масла, а без кислорода коррозия не развивается.

Задание №3. В пробирках 1-3 железный гвоздь опущен в раствор хлорида натрия, к которому добавили гидроксид натрия, фосфат натрия, хромат натрия. Коррозия железа в данном случае отсутствует. Следовательно, эти вещества замедляют коррозию, являются ингибиторами. По результатам экспериментов 1-3 учащиеся формулируют

1. Коррозия железа резко усиливается в присутствии кислорода.

2. Коррозия усиливается, если железо соприкасается с более активным металлом.

3. Скорость коррозии зависит от состава омывающей металл среды, хлорид ионы усиливают коррозию железа.

Источник

Электронные уравнения анодного и катодного процессов коррозии в атмосфере и в растворах

Коррозия при контакте марганца со свинцом или железом

Задача 123.
Контактируют 2 пары металлов Mn/Sn; Mn/Fe. В каком случае идет интенсивнее коррозия и какой металл корродирует? Почему? Составить электронные уравнения анодного и катодного процессов коррозии в атмосфере влажного газа и в растворе кислоты (H₂SO₄). Каков состав продуктов коррозии?
Решение:

а) Коррозия пары металлов Mn/Sn в атмосфере влажного газа

Анод Mn – 2 = Mn 2+
Катод 1/2O₂ + H₂O + 2 = 2ОН –

Mn + 1/2O₂ + H₂O = Mn(OH)₂
Так как ионы Mn 2+ с гидроксид-ионами ОН – образуют малорастворимый гидроксид, то продуктом коррозии будет Mn(OH)₂:

б) Коррозия пары металлов Mn/Sn в растворе кислоты (H₂SO₄)

Анод Mn – 2 = Mn 2+
Катод 2Н + + 2 = Н₂
Mn + 2H + = Mn 2+ + H₂↑

Так как ионы Mn 2+ с ионами SO₄ 2- образуют растворимую соль, придающая светло-розовую окраска раствора, то продуктом коррозии будет MnSO₄:

Образуется сульфат ьарганц и при этом выделяется газообразный водород. Происходит интенсивное разрушение марганца.

Таким образом, при контакте марганца и олова коррозии будет подвергаться марганец.

Коррозия при контакте свинца с магнием

Потенциал, отвечающий электродному процесу:

2Н + + 2 = Н₂↑

В нейтральной среде коррозия металла протекает с кислородной деполяризацией, т.е. роль деполяризатора выполняет кислород, растворенный в воде. Этот вид коррозии наиболее широко распространен в природе: он наблюдается при коррозии металлов в воде, почве и в незагрязненной промышленными газами атмосфере.

Магний имеет более электроотрицательный стандартный электродный потенциал (-2,36 В), чем свинец (-0,136 В), поэтому он является анодом, свинец – катодом.

При коррозии пары Pb/Mg в нейтральной среде на катоде происходит кислородная деполяризация, а на аноде – окисление магния:

Так как ионы Mg 2+ с гидроксид-ионами ОН – образуют нерастворимый гидроксид, то продуктом коррозии будет Mg(OH)₂:

Таким образом, при контакте свинца и магния коррозии будет подвергаться магний.

Источник

Электрохимические процессы на электродах при коррозии металла

Схема развития коррозии поверхности корпуса судна

Задача 139.
На окрашенной поверхности корпуса судна, имеющий дефекты в покрытии, коррозионный ток сосредоточен на поврежденных участках. Составьте схему развития коррозии, а так же рассчитайте потерю металла за месяц если сила коррозионого тока, с учетом зоны действия составила 0,05 А.
Решение:
Анодный процесс:

Катодный процесс в нейтральной среде:

1/2O₂ + H₂O + 2 = 2OH –

Так как ионы Fe 2+ с гидроксид-ионами OH – образуют нерастворимый гидроксид, то продуктом коррозии будет Fe(OH)₂. Воздух окисляет его и образуется ржавчина, гидратированный оксид железа(III):

По формуле объединенного закона электролиза:

Э – эквивалентная масса вещества (молярная масса эквивалента); F– постоянная Фарадея, равная 96500 Кл/моль или 96500 А.с/моль;. I – сила тока, А; t – время проведения электролиза, с; М – молярная масса вещества; n – число отданных или принятых электронов; К – электрохимический эквивалент вещества.
Рассчитаем потерю металла, получим:

m_потери(Fe) = (55,845 . 0,05 . 2592000)/(2 . 96500) = 7237512/193000 = 37,5 г.

Металлы, которые применяются дла катодного покрытия стали

Задача 140.
Какие металлы могут выполнять для стальных изделий роль катодных покрытий: Ni, Cr, Mn, Sn, Cu? Запишите схему коррозии никелированного железа и определите продукт коррозии во влажном воздухе?
Решение:
К катодным покрытиям относятся те металлы, у которых потенциал выше потенциала защищаемого металла. Анодными покрытиями являются металлы, у которых электродный потенциал в данных условиях более отрицателен, чем потенциал защищаемого металла.
По таблицам найдем стандартные электродные потенциалы: Fe (-0,441 В); Ni (-0,234 B), Cr (-0,74 B), Mn (-1,18 B), Sn (-0,141 B), Cu (+0,338 B).
Так как у никеля, олова и меди электродные потенциалы выше чем у железа, то эти металлы могут выполнять для стальных изделий роль катодных покрытий.

Схема коррозии никелированного железа

При покрытии железа никелем возникает коррозионная пара, в которой никель является катодом, а железо – анодом, так как железо имеет более отрицательный потенциал (-0,441 В), чем никель (0,234 В). При этом будут протекать следующие электрохимические процессы:

а) Во влажном воздухе:

б) В растворе кислоты:

Таким образом, при покрытии железа никелем при повреждении или при образовании пор разрушается основной металл – железо. Это пример катодного покрытия металла.

Коррозия железа в кислой среде

а) Коррозия железной пластинки в растворе соляной кислоты

Окисляться, т.е. подвергаться коррозии, будет железо. Железо имеет более электроотрицательный стандартный электродный потенциал (-0,44 В), чем водород (0,00 В), поэтому оно является анодом.
Электронные уравнения электродных процессов будут иметь вид:

Анод: Fе 0 – 2 = Fe 2+
Катод: 2Н + + 2 = Н₂↑

Fe 0 + 2H + = Fe 2+ + H₂↑

Так как ионы Fe 2+ с ионами Cl – образуют растворимую соль, придающую светло-бурую окраску раствора, то продуктом коррозии будет FeCl₂:

Fe 2+ + 2Cl¯ = FeCl₂ (ионная форма);
Fe + 2HCl = FeCl₂ + Н₂↑ (молекулярная форма).

Образуется хлорид железа и при этом выделяется газообразный водород. Происходит интенсивное разрушение железной пластинки.
Схема коррозионного гальванического элемента будет иметь вид:

б) Коррозия никелированного железа в растворе соляной кислоты

Анод: Fе 0 – 2 = Fe 2+
Катод: 2Н+ + 2 = Н₂↑

Fe 0 + 2H + = Fe 2+ + H₂↑

Так как ионы Fe 2+ с ионами Cl¯образуют растворимую соль, придающую светло-бурую окраску раствора, то продуктом коррозии будет FeCl₂:

Fe 2+ + 2Cl¯ = FeCl₂ (ионная форма);
Fe + 2HCl = FeCl₂ + Н₂↑ (молекулярная форма).

При нарушении целостности катодного покрытия, между никелем и железом возникает гальваническая пара, и железо, являющееся более активным металлом, под воздействием гальванического тока начнет корродировать.

Выводы:
Разрушение (коррозия) железной пластинки, частично покрытой никелем будет протекать более интенсивно, чем обычной железной пластинки.

Источник

Составление уравнений электродных процессов коррозии и электролиза

Выход хрома по току. Электролиз сульфата хрома

Задача 153.
Деталь хромируется в водном растворе Сr₂(SО₄)₃. Сила тока – 3 А. Определить продолжительность электролиза, если на поверхности детали необходимо нанести электрокристаллизацией 1,3 г хрома и если выход по току принять равным 40%.
Решение:
Для решения задачи используем уравнение:

Приведя заданные значения к одной системе размерностей, проведём вычисление:

t = (3,25 . 3 . 96500 . 100%)/(40% . 52 . 3) = 6031,25 с.

Ответ: t = 6031,25 с.

Коррозия сплава Sn – Zn

а) Коррозия пары металлов Zn/Sn в атмосфере влажного газа:

Анод Zn 0 – 2 = Zn 2+
Катод 1/2O₂ + H₂O + 2 = 2ОН –

Так как ионы Zn 2+ с гидроксид-ионами ОН – образуют малорастворимый гидроксид, то продуктом коррозии будет Zn(OH)₂:

б) Коррозия пары металлов Zn/Sn в кислой среде:

Анод Zn 0 – 2 = Zn 2+
Катод 2Н + + 2 = Н₂↑
Схема коррозии:

При этом выделяется газообразный водород. Происходит интенсивное разрушение цинка, продуктом коррозии будет газообразный водород и соединение цинка с кислотным остатком (соль).
Таким образом, при контакте цинка и олова коррозии будет подвергаться цинк.
Для определения ЭДС гальванического элемента необходимо из потенциала катода вычесть потенциал анода, т е. при вычислении ЭДС элемента меньший электродный потенциал вычитается из большего (в алгебраическом смысле), получим:

Ответ: +0,627 B.

Коррозия железа. Катодное и анодное покрытие железа

а) Коррозия железной пластинки покрытой свинцом в растворе серной кислоты

Окисляться, т.е. подвергаться коррозии, будет железо. Железо имеет более электроотрицательный стандартный электродный потенциал (-0,440 В), чем свинца (-0,126 В), поэтому оно является анодом, свинец – катодом.

Анод Fе 0 – 2 = Fe 2+
Катод 2Н + + 2 = Н₂↑
Fe 0 + 2H + = Fe 2+ + H₂↑
Так как ионы Fe 2+ с ионами SO₄ 2- образуют растворимую соль, придающую светло-бурую окраску раствора, то продуктом коррозии будет FeSO₄:

Образуется сульфат железа и при этом выделяется газообразный водород. Происходит интенсивное разрушение железной пластинки.
Таким образом, при контакте железа и свинца коррозии в растворе кислоты будет подвергаться железо.
Для определения ЭДС гальванического элемента необходимо из потенциала катода вычесть потенциал анода, т е. при вычислении ЭДС элемента меньший электродный потенциал вычитается из большего (в алгебраическом смысле), получим:

Так как потенциал свинца выше потенциала железа, то покрытие железа свинцом является катодным покрытием.

б) Коррозия железной пластинки покрытой титаном в растворе серной кислоты

Окисляться, т.е. подвергаться коррозии, будет титан. Титан имеет более электроотрицательный стандартный электродный потенциал (-1,750 В), чем железа (-0,440 В), поэтому он является анодом, железо – катодом.

Анод Ti 0 – 2 = Ti 2+
Катод 2Н + + 2 = Н₂↑

Ti 0 + 2H + = Ti 2+ + Н₂↑

Так как ионы Ti 2+ с ионами SO₄ 2- образуют растворимую соль, то продуктом коррозии будет TiSO₄:

Образуется сульфат титана и при этом выделяется газообразный водород. Происходит интенсивное разрушение титанового покрытия.
Таким образом, при контакте железа и титана коррозии в растворе кислоты будет подвергаться титан.
Для определения ЭДС гальванического элемента необходимо из потенциала катода вычесть потенциал анода, т е. при вычислении ЭДС элемента меньший электродный потенциал вычитается из большего (в алгебраическом смысле), получим:

Так как потенциал титана отрицательнее потенциала железа, то покрытие железа титаном является анодным покрытием.
Таким образом, процесс коррозии железа протекает менее интенсивно в случае покрытия железной пластинки титаном.

Источник