Навчальна книга з хімії
ДЛЯ ВЧИТЕЛІВ СЕРЕДНІХ ШКІЛ,
СТУДЕНТІВ ПЕДАГОГІЧНИХ ВНЗ І ШКОЛЯРІВ 9-10 КЛАСІВ,
Вирішили присвятити СЕБЕ ХІМІЇ І природознавства
ПІДРУЧНИК задачник ЛАБОРАТОРНИЙ ПРАКТИКУМ НАУКОВІ РОЗПОВІДІ ДЛЯ ЧИТАННЯ
Безпосередній контакт цинку з залізом необов'язковий для його захисту від корозії. Залізо і цинк можуть бути з'єднані провідником, але при цьому між ними повинна бути електропровідний середовище (рис. 8.11).
Мал. 8.11.
Захист цинком залізного трубопроводу
від корозії і протікають при цьому реакції
З тією ж метою цинкові листи поміщають в котли з киплячою водою.
Іноді залізо покривають шаром олова (лудіння залізо). яке стійке до дії води або водних розчинів деяких електролітів в присутності кисню повітря. Поведінка лудженого заліза в умовах експлуатації виробу принципово відрізняється від поведінки оцинкованого заліза. Пошкодження шару цинку на залозі не приводить до руйнування заліза, т. К. Відбувається роз'їдання цинку. Але пошкодження шару олова приводить до іржавіння заліза, при цьому чисте олово роз'їдати.
У разі лудженого заліза також виникає гальванічний елемент, але напрямок переходу електронів в ньому інше, ніж в разі оцинкованого заліза. Порівняємо електродні потенціали заліза і олова:
Видно, що залізо має більш високу здатність віддавати електрони, і вони будуть переходити від заліза до олова. Тому записуємо:
Результати цього розрахунку показують, що олово не руйнується, а залізо перетворюється в іони Fe 2+. Простежте далі, що відбувається на поверхні олова і які перетворення іонів заліза.
Олово, отримавши надлишок електронів, в кислотному середовищі віддає їх іонів водню, і утворюється молекулярний водень:
У нейтральній або лужному середовищі електрони реагують з молекулами води, що також призводить до утворення молекулярного водню:
Утворилися іони Fе 2+ в подальшому беруть участь у багатьох інших реакціях. Вони можуть взаємодіяти з гідроксид-іонами, що утворюються в реакції виділення водню з води:
Fе 2+ + ОН - = FеОН +,
Дігідроксід заліза Fе (ОН) 2 на повітрі, взаємодіючи з киснем, переходить в трігідроксід заліза Fе (ОН) 3:
Іони Fе 2+ можуть окислюватися на повітрі до іонів Fе 3+:
Основним продуктом іржавіння заліза вважають трігідроксід Fе (ОН) 3. При видаленні води (висушування) утворюється FeООН, відповідний складу бурої іржі:
Чому дігідроксід і трігідроксід заліза у водному розчині не утворюють під дією вуглекислого газу карбонати заліза?
Іони Fе 2+ можуть безпосередньо реагувати з вуглекислим газом або з карбонат-іонами:
Fе 2+ + Н = FеНСО 3+,
Під дією вуглекислого газу дігідроксід заліза під час відсутності води може переходити в карбонат заліза FeCO3. утворюючи корисна копалина сидерит.
Відповідь. Карбонат заліза піддається водою повного гідролізу:
У той же час осно'вние карбонати заліза (FeОН) 2 З3 або FeОНСО3 цілком стійкі у водних середовищах.
Гальванічні елементи утворюються не тільки при контакті двох різних металів, а й за наявності в металі будь-яких ділянок, що відрізняються один від одного якими-небудь параметрами: температурою, тиском, щільністю, станом поверхні і т.п. Навіть передісторія обробки металу грає роль у виникненні корозії. Розташовані поруч деформовані і недеформовані ділянки металу призводять до виникнення різниці потенціалів, і деформований ділянку кородує сильніше недеформованого.
Найважливішим показником корозії є її швидкість. За своїм стехиометрическим коефіцієнтам рівняння реакцій корозії досить прості, але за механізмом і виду елементарних стадій корозія відноситься до числа найбільш складних гетерогенних реакцій. Швидкість корозії визначається швидкістю найбільш повільної в даних умовах стадії, а вона за своєю природою може бути як хімічної (окислення металу, перехід електронів і т.п.), так і фізичної (дифузія електроліту, газу, продуктів корозії).
Інгібітор уповільнює зазвичай лише одну зі стадій хімічного процесу. Через багатостадійний процес корозії і дуже високої чутливості швидкості окремих стадій навіть до незначної зміни зовнішніх умов пошук інгібітора і теоретично, і практично дуже утруднений, і часто позитивні результати виявляються випадково.
Швидкість корозії виражається різними одиницями виміру. Часто швидкість корозії оцінюють по зміні (втрати) маси, що припадає на одиницю площі поверхні за певний проміжок часу, наприклад г / (мм 2 • рік) або моль / (см 2 • рік). Іноді за швидкість корозії приймають зменшення в часі товщини досліджуваного зразка або відповідну товщину утворився шару продукту. Швидкість корозії може бути виражена щільністю струму, необхідної для даного зміни маси або товщини зразка за одиницю часу. При дії на метал кислотних середовищ швидкість корозії може бути виражена обсягом газу, що виділяється за одиницю часу.
Ви переконалися, що корозія є найскладнішою хімічної реакцій, що володіє величезною і яскраво вираженою многоаспектностью способів її обговорення і запобігання. Корозія, як і всі явища природи, залежить від великої кількості факторів: складу речовини, термодинамічних і кінетичних характеристик окремих реакцій і всього процесу в цілому, від домішок, стану поверхні, клімату, географічних і геологічних умов експлуатації виробу і багато чого іншого. Саме тому корозія, як і погода або стихійні лиха, часто непередбачувана, а результати лабораторних експериментів часто не підтверджуються в умовах реального використання металу.
Список нових і забутих понять і слів
корозія;
електрохімічна корозія;
оцинковане і лудіння залізо;
інгібітор корозії.