Что такое коррозия металлов в химии


Коррозия металлов. Виды коррозии металлов

Материалы из металлов под химическим или электрохимическим воздействием окружающей среды подвергаются разрушению, которое называется коррозией. Коррозия металлов вызывается окислительно-восстановительными реакциями, в результате которых металлы переходят в окисленную форму и теряют свои свойства, что приводит в негодность металлические материалы.

Можно выделить 3 признака, характеризующих коррозию:

  • Коррозия – это с химической точки зрения процесс окислительно-восстановительный.
  • Коррозия – это самопроизвольный процесс, возникающий по причине неустойчивости термодинамической системы металл – компоненты окружающей среды.
  • Коррозия – это процесс, который развивается в основном на поверхности металла. Однако, не исключено, что коррозия может проникнуть и вглубь металла.

Виды коррозии металлов

Наиболее часто встречаются следующие виды коррозии металлов:

  1. Равномерная – охватывает всю поверхность равномерно
  2. Неравномерная
  3. Избирательная
  4. Местная пятнами – корродируют отдельные участки поверхности
  5. Язвенная (или питтинг)
  6. Точечная
  7. Межкристаллитная – распространяется вдоль границ кристалла металла
  8. Растрескивающая
  9. Подповерхностная

 

Основные виды коррозии

 

С точки зрения механизма коррозионного процесса можно выделить  два основных типа коррозии: химическую и электрохимическую.

Химическая коррозия металлов

Химическая коррозия металлов  — это результат протекания таких химических реакций, в которых после разрушения металлической связи, атомы металла и атомы, входящие в состав окислителей, образуют химическую связь. Электрический ток между отдельными участками поверхности металла в этом случае не возникает. Такой тип коррозии присущ средам, которые не способны проводить  электрический ток – это газы, жидкие неэлектролиты.

Химическая коррозия металлов бывает газовой и жидкостной.

 

Газовая коррозия металлов – это результат действия агрессивных газовых или паровых сред на металл при высоких температурах, при отсутствии конденсации влаги на поверхности металла. Это, например, кислород, диоксид серы, сероводород, пары воды, галогены. Такая коррозия в одних случаях может привести к полному разрушению металла (если металл активный), а в других случаях на его поверхности может образоваться защитная пленка (например, алюминий, хром, цирконий).

 

Жидкостная коррозия металлов– может протекать в таких неэлектролитах, как нефть, смазочные масла, керосин и др. Этот тип коррозии при наличии даже небольшого количества влаги, может легко приобрести электрохимический характер.

 

При химической коррозии скорость разрушения металла пропорциональна скорости химической реакции и той скорости с которой окислитель проникает сквозь пленку оксида металла, покрывающую его поверхность. Оксидные пленки металлов могут проявлять или не проявлять защитные свойства, что определяется сплошностью.

Сплошность такой пленки оценивают величине фактора Пиллинга—Бэдвордса: (α = Vок/VМе) по отношению объема образовавшегося оксида или другого какого-либо соединения к объему израсходованного на образование этого оксида металла

α = Vок/VМе = Мок·ρМе/(n·AMe·ρок),

где Vок — объем образовавшегося оксида

VМе — объем металла, израсходованный на образование оксида

Мок – молярная масса образовавшегося оксида

ρМе – плотность металла

n – число атомов металла

AMe — атомная масса металла

ρок — плотность образовавшегося оксида

 

Оксидные пленки, у которых α < 1, не являются сплошными и сквозь них  кислород легко проникает к поверхности металла. Такие пленки не защищают металл от коррозии. Они образуются при окислении кислородом щелочных и щелочно-земельных металлов (исключая бериллий).

Оксидные пленки, у которых  1 < α < 2,5 являются сплошными и способны защитить металл от коррозии.

При значениях α > 2,5 условие сплошности уже не соблюдается, вследствие чего такие пленки не защищают металл от разрушения.

 

Ниже представлены значения α для некоторых оксидов металлов

металлоксидαметаллоксидα
KK2O0,45ZnZnO1,55
NaNa2O0,55AgAg2O1,58
LiLi2O0,59ZrZrO21.60
CaCaO0,63NiNiO1,65
SrSrO0,66BeBeO1,67
BaBaO0,73CuCu2O1,67
MgMgO0,79CuCuO

20.8: Коррозия - Chemistry LibreTexts

Задачи обучения

  • Чтобы понять процесс коррозии.

Коррозия - это гальванический процесс, при котором металлы разрушаются в результате окисления - обычно, но не всегда, до их оксидов. Например, на воздухе железная ржавчина, потускнение серебра, а также медь и латунь приобретают голубовато-зеленую поверхность, называемую патиной. Из различных металлов, подверженных коррозии, железо является наиболее важным в коммерческом отношении.По оценкам, только в Соединенных Штатах ежегодно тратится 100 миллиардов долларов на замену железосодержащих объектов, разрушенных коррозией. Следовательно, разработка методов защиты металлических поверхностей от коррозии является очень активной областью промышленных исследований. В этом разделе мы описываем некоторые химические и электрохимические процессы, вызывающие коррозию. Мы также исследуем химическую основу некоторых распространенных методов предотвращения коррозии и обработки корродированных металлов.

Коррозия - это РЕДОКС-процесс.

В условиях окружающей среды окисление большинства металлов является термодинамически спонтанным, за исключением золота и платины. Поэтому на самом деле несколько удивительно, что какие-либо металлы вообще полезны во влажной, богатой кислородом атмосфере Земли. Однако некоторые металлы устойчивы к коррозии по кинетическим причинам. Например, алюминий в банках для безалкогольных напитков и в самолетах защищен тонким слоем оксида металла, который образуется на поверхности металла и действует как непроницаемый барьер, предотвращающий дальнейшее разрушение.Алюминиевые банки также имеют тонкий пластиковый слой для предотвращения реакции оксида с кислотой в безалкогольном напитке. Хром, магний и никель также образуют защитные оксидные пленки. Нержавеющие стали отличаются высокой устойчивостью к коррозии, поскольку они обычно содержат значительную долю хрома, никеля или того и другого.

В отличие от этих металлов, когда железо корродирует, оно образует гидратированный оксид металла красно-коричневого цвета (Fe 2 O 3 x H 2 O), широко известный как ржавчина, который не дает плотная защитная пленка (рисунок \ (\ PageIndex {1} \)).Вместо этого ржавчина постоянно отслаивается, обнажая свежую металлическую поверхность, уязвимую для реакции с кислородом и водой. Поскольку для образования ржавчины требуются кислород и вода, железный гвоздь, погруженный в деоксигенированную воду, не ржавеет даже в течение нескольких недель. Точно так же гвоздь, погруженный в органический растворитель, такой как керосин или минеральное масло, насыщенное кислородом, не будет ржаветь из-за отсутствия воды.

Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): Ржавчина, результат коррозии металлического железа.Железо окисляется до Fe 2 + (водн.) На анодном участке на поверхности железа, который часто является примесью или дефектом решетки. Кислород восстанавливается до воды в другом месте на поверхности железа, которое действует как катод. Электроны передаются от анода к катоду через электропроводящий металл. Вода является растворителем для Fe 2 + , который образуется изначально и действует как солевой мостик. Ржавчина (Fe 2 O 3 • xH 2 O) образуется в результате последующего окисления Fe 2 + кислородом воздуха.+ _ {(aq)} \ label {Eq4} \]

Знак и величина E ° для процесса коррозии (Уравнение \ (\ ref {Eq3} \)) указывают на то, что существует сильная движущая сила для окисления железа O 2 при стандартных условиях (1 MH + ). В нейтральных условиях движущая сила несколько меньше, но все же заметна (E = 1,25 В при pH 7,0). Обычно реакция атмосферного CO 2 с водой с образованием H + и HCO 3 - обеспечивает достаточно низкий pH для увеличения скорости реакции, как и кислотный дождь.Производители автомобилей тратят много времени и денег на разработку красок, которые плотно прилегают к металлической поверхности автомобиля, чтобы предотвратить контакт насыщенной кислородом воды, кислоты и соли с основным металлом. К сожалению, даже самая лучшая краска подвержена царапинам или вмятинам, а электрохимическая природа процесса коррозии означает, что две относительно удаленные друг от друга царапины могут работать вместе как анод и катод, что приводит к внезапному механическому отказу (Рисунок \ (\ PageIndex { 2} \)).

Рисунок \ (\ PageIndex {2} \): Небольшие царапины на защитном лакокрасочном покрытии могут привести к быстрой коррозии железа. Отверстия в защитном покрытии позволяют восстанавливать кислород на поверхности при большем контакте с воздухом (катод), в то время как металлическое железо окисляется до Fe 2 + (водн.) На менее незащищенном участке (анод). Ржавчина образуется, когда Fe 2 + (водный) диффундирует в место, где он может реагировать с атмосферным кислородом, который часто находится далеко от анода.Электрохимическое взаимодействие между катодным и анодным участками может вызвать образование большой ямы под окрашенной поверхностью, что в конечном итоге приведет к внезапному отказу с небольшим видимым предупреждением о том, что произошла коррозия.

Профилактическая защита

Одним из наиболее распространенных методов предотвращения коррозии железа является нанесение защитного покрытия из другого металла, который труднее окислить. Например, смесители и некоторые внешние детали автомобилей часто покрываются тонким слоем хрома с помощью электролитического процесса.Однако с увеличением использования полимерных материалов в автомобилях использование хромированной стали в последние годы сократилось. Точно так же «жестяные банки», в которых хранятся супы и другие продукты, на самом деле сделаны из стали, покрытой тонким слоем олова. Ни хром, ни олово по своей природе не устойчивы к коррозии, но оба образуют защитные оксидные покрытия.

Рисунок \ (\ PageIndex {3} \): гальваническая коррозия. Если железо контактирует с более стойким к коррозии металлом, таким как олово, медь или свинец, другой металл может действовать как большой катод, что значительно увеличивает скорость восстановления кислорода.Поскольку восстановление кислорода связано с окислением железа, это может привести к резкому увеличению скорости окисления железа на аноде. Гальваническая коррозия может возникнуть, когда два разнородных металла соединены напрямую, что позволяет электронам переноситься от одного к другому.

Как и в случае с защитной краской, царапины на защитном металлическом покрытии могут вызвать коррозию. Однако в этом случае присутствие второго металла может фактически увеличить скорость коррозии.Значения стандартных электродных потенциалов для Sn 2 + (E ° = -0,14 В) и Fe 2 + (E ° = -0,45 В) в таблице P2 показывают, что Fe окисляется легче, чем Sn. В результате более коррозионно-стойкий металл (в данном случае олово) ускоряет коррозию железа, действуя как катод и обеспечивая большую площадь поверхности для восстановления кислорода (Рисунок \ (\ PageIndex {3} \)) . Этот процесс наблюдается в некоторых старых домах, где медные и железные трубы были напрямую соединены друг с другом.Менее легко окисляемая медь действует как катод, заставляя железо быстро растворяться возле соединения и иногда приводя к катастрофическому отказу водопровода.

Катодная защита

Один из способов избежать этих проблем - использовать более легко окисляемый металл для защиты железа от коррозии. В этом подходе, называемом катодной защитой, более химически активный металл, такой как Zn (E ° = -0,76 В для Zn 2 + + 2e - → Zn), становится анодом, а железо становится катодом.{2 +} _ {(aq)} + 2H_2O _ {(l)}} _ {\ text {total}} \ label {Eq7} \]

Более химически активный металл вступает в реакцию с кислородом и в конечном итоге растворяется, «жертвуя собой» ради защиты железного объекта. Катодная защита - это принцип, лежащий в основе оцинкованной стали, которая представляет собой сталь, защищенную тонким слоем цинка. Оцинкованная сталь используется в различных предметах, от гвоздей до мусорных баков.

Кристаллическая поверхность горячеоцинкованной стальной поверхности. Это служило как профилактической защитой (защищая нижележащую сталь от кислорода в воздухе), так и катодной защитой (после воздействия цинк окисляется раньше, чем нижележащая сталь).

В аналогичной стратегии расходуемых электродов , использующих, например, магний, используются для защиты подземных резервуаров или труб (Рисунок \ (\ PageIndex {4} \)). Замена расходуемых электродов более рентабельна, чем замена железных предметов, которые они защищают.

Рисунок \ (\ PageIndex {4} \): Использование жертвенного электрода для защиты от коррозии. Присоединение магниевого стержня к подземному стальному трубопроводу защищает трубопровод от коррозии. Поскольку магний (E ° = −2.37 В) окисляется гораздо легче, чем железо (E ° = -0,45 В), стержень из магния действует как анод в гальваническом элементе. Поэтому трубопровод вынужден действовать как катод, на котором восстанавливается кислород. Грунт между анодом и катодом действует как солевой мостик, замыкающий электрическую цепь и поддерживающий электрическую нейтральность. Когда Mg (s) окисляется до Mg 2 + на аноде, анионы в почве, такие как нитрат, диффундируют к аноду, чтобы нейтрализовать положительный заряд. Одновременно катионы в почве, такие как H + или NH 4 + , диффундируют к катоду, где они пополняют запасы протонов, которые потребляются при восстановлении кислорода.Подобная стратегия использует много миль несколько менее реактивной цинковой проволоки для защиты нефтепровода Аляски.

Пример \ (\ PageIndex {1} \)

Предположим, что старый деревянный парусник, скрепленный железными винтами, имеет бронзовый гребной винт (напомним, что бронза - это сплав меди, содержащий около 7-10% олова).

  1. Какая реакция коррозии произойдет, если лодку погрузить в морскую воду? Что такое E ° Cell ?
  2. Как можно предотвратить возникновение этой коррозии?

Дано: идентичность металлов

Запрошено: реакция коррозии, E ° ячейка и профилактические меры

Стратегия:

  1. Запишите реакции, происходящие на аноде и катоде.Из них запишите общую реакцию клетки и вычислите E ° , ячейку .
  2. Предложите возможные профилактические меры на основании относительной окислительно-восстановительной активности различных веществ.

Решение

  1. A Согласно таблице P2, и медь, и олово являются менее активными металлами, чем железо (т. Е. Имеют более высокие положительные значения E °, чем железо). Таким образом, если олово или медь вступят в электрический контакт морской водой с железом в присутствии кислорода, произойдет коррозия.\ circ _ {\ textrm {total}} = \ textrm {1,68 V}
    \ end {align} \)

    Со временем железные винты растворятся, и лодка развалится.

    1. B Возможные способы предотвращения коррозии в порядке уменьшения стоимости и неудобств: разборка лодки и ее восстановление с помощью бронзовых винтов; вынуть лодку из воды и хранить в сухом месте; или прикрепление недорогого металлического цинка к карданному валу в качестве расходуемого электрода и его замену один или два раза в год.Поскольку цинк является более активным металлом, чем железо, он будет действовать как расходуемый анод в электрохимической ячейке и растворяться (уравнение \ (\ ref {Eq7} \)).
    Цинковый расходный анод (закругленный объект, привинченный к нижней стороне корпуса), используемый для предотвращения коррозии винта в лодке за счет катодной защиты. Изображение Реми Каупп используется с разрешения.

    Упражнение \ (\ PageIndex {1} \)

    Предположим, водопроводные трубы, ведущие в ваш дом, сделаны из свинца, а остальная сантехника в вашем доме - из железа.Чтобы исключить возможность отравления свинцом, вы вызываете сантехника для замены свинцовых труб. Он называет вам очень низкую цену, если он сможет использовать свой существующий запас медных труб для выполнения этой работы.

    1. Вы принимаете его предложение?
    2. Чем еще должен заниматься сантехник у вас дома?
    Ответьте на

    Нет, если вы не планируете в ближайшее время продать дом, потому что соединения труб Cu / Fe приведут к быстрой коррозии.

    Ответьте на

    Любые существующие соединения Pb / Fe следует тщательно исследовать на предмет коррозии железных труб из-за соединения Pb-Fe; менее активный Pb будет служить катодом для восстановления O 2 , способствуя окислению более активного Fe поблизости.

    Сводка

    Коррозия - это гальванический процесс, который можно предотвратить с помощью катодной защиты. Разрушение металлов в результате окисления - это гальванический процесс, называемый коррозией.Защитные покрытия состоят из второго металла, который окисляется труднее, чем защищаемый металл. В качестве альтернативы, на металлическую поверхность можно нанести более легко окисляемый металл, тем самым обеспечивая катодную защиту поверхности. Тонкий слой цинка защищает оцинкованную сталь. Жертвенные электроды также могут быть прикреплены к объекту для его защиты.

    .

    Значение, определение, типы, предотвращение коррозии

      • БЕСПЛАТНАЯ ЗАПИСЬ КЛАСС
      • КОНКУРСНЫЕ ЭКЗАМЕНА
        • BNAT
        • Классы
          • Класс 1-3
          • Класс 4-5
          • Класс 6-10
          • Класс 110003 CBSE
            • Книги NCERT
              • Книги NCERT для класса 5
              • Книги NCERT, класс 6
              • Книги NCERT для класса 7
              • Книги NCERT для класса 8
              • Книги NCERT для класса 9
              • Книги NCERT для класса 10
              • NCERT Книги для класса 11
              • NCERT Книги для класса 12
            • NCERT Exemplar
              • NCERT Exemplar Class 8
              • NCERT Exemplar Class 9
              • NCERT Exemplar Class 10
              • NCERT Exemplar Class 11
              • 9plar
              • RS Aggarwal
                • RS Aggarwal Решения класса 12
                • RS Aggarwal Class 11 Solutions
                • RS Aggarwal Решения класса 10
                • Решения RS Aggarwal класса 9
                • Решения RS Aggarwal класса 8
                • Решения RS Aggarwal класса 7
                • Решения RS Aggarwal класса 6
              • RD Sharma
                • RD Sharma Class 6 Решения
                • RD Sharma Class 7 Решения
                • Решения RD Sharma Class 8
                • Решения RD Sharma Class 9
                • Решения RD Sharma Class 10
                • Решения RD Sharma Class 11
                • Решения RD Sharma Class 12
              • PHYSICS
                • Механика
                • Оптика
                • Термодинамика
                • Электромагнетизм
              • ХИМИЯ
                • Органическая химия
                • Неорганическая химия
                • Периодическая таблица
              • MATHS
                • Статистика
                • Числа
                • Числа Пифагора Тр Игонометрические функции
                • Взаимосвязи и функции
                • Последовательности и серии
                • Таблицы умножения
                • Детерминанты и матрицы
                • Прибыль и убыток
                • Полиномиальные уравнения
                • Разделение фракций
              • Microology
          • FORMULAS
            • Математические формулы
            • Алгебраные формулы
            • Тригонометрические формулы
            • Геометрические формулы
          • КАЛЬКУЛЯТОРЫ
            • Математические калькуляторы
            • 0003000
            • 000
            • 000 Калькуляторы по химии
            • 000
            • 000
            • 000 Образцы документов для класса 6
            • Образцы документов CBSE для класса 7
            • Образцы документов CBSE для класса 8
            • Образцы документов CBSE для класса 9
            • Образцы документов CBSE для класса 10
            • Образцы документов CBSE для класса 1 1
            • Образцы документов CBSE для класса 12
          • Вопросники предыдущего года CBSE
            • Вопросники предыдущего года CBSE, класс 10
            • Вопросники предыдущего года CBSE, класс 12
          • HC Verma Solutions
            • HC Verma Solutions Класс 11 Физика
            • Решения HC Verma Физика класса 12
          • Решения Лакмира Сингха
            • Решения Лакмира Сингха класса 9
            • Решения Лахмира Сингха класса 10
            • Решения Лакмира Сингха класса 8
          • 9000 Класс
          9000BSE 9000 Примечания3 2 6 Примечания CBSE
        • Примечания CBSE класса 7
        • Примечания
        • Примечания CBSE класса 8
        • Примечания CBSE класса 9
        • Примечания CBSE класса 10
        • Примечания CBSE класса 11
        • Примечания 12 CBSE
      • Примечания к редакции 9000 CBSE 9000 Примечания к редакции класса 9
      • CBSE Примечания к редакции класса 10
      • CBSE Примечания к редакции класса 11
      • Примечания к редакции класса 12 CBSE
    • Дополнительные вопросы CBSE
      • Дополнительные вопросы по математике класса 8 CBSE
      • Дополнительные вопросы по науке 8 класса CBSE
      • Дополнительные вопросы по математике класса 9 CBSE
      • Дополнительные вопросы по науке
      • CBSE Вопросы
      • CBSE Class 10 Дополнительные вопросы по математике
      • CBSE Class 10 Science Extra questions
    • CBSE Class
      • Class 3
      • Class 4
      • Class 5
      • Class 6
      • Class 7
      • Class 8 Класс 9
      • Класс 10
      • Класс 11
      • Класс 12
    • Учебные решения
  2. Решения NCERT
    • Решения NCERT для класса 11
      • Решения NCERT для класса 11 по физике
      • Решения NCERT для класса 11 Химия
      • Решения NCERT для биологии класса 11
      • Решение NCERT s Для класса 11 по математике
      • NCERT Solutions Class 11 Accountancy
      • NCERT Solutions Class 11 Business Studies
      • NCERT Solutions Class 11 Economics
      • NCERT Solutions Class 11 Statistics
      • NCERT Solutions Class 11 Commerce
    • NCERT Solutions for Class 12
      • Решения NCERT для физики класса 12
      • Решения NCERT для химии класса 12
      • Решения NCERT для биологии класса 12
      • Решения NCERT для математики класса 12
      • Решения NCERT, класс 12, бухгалтерия
      • Решения NCERT, класс 12, бизнес-исследования
      • NCERT Solutions Class 12 Economics
      • NCERT Solutions Class 12 Accountancy Part 1
      • NCERT Solutions Class 12 Accountancy Part 2
      • NCERT Solutions Class 12 Micro-Economics
      • NCERT Solutions Class 12 Commerce
      • NCERT Solutions Class 12 Macro-Economics
    • NCERT Solut Ионы Для класса 4
      • Решения NCERT для математики класса 4
      • Решения NCERT для класса 4 EVS
    • Решения NCERT для класса 5
      • Решения NCERT для математики класса 5
      • Решения NCERT для класса 5 EVS
    • Решения NCERT для класса 6
      • Решения NCERT для математики класса 6
      • Решения NCERT для науки класса 6
      • Решения NCERT для класса 6 по социальным наукам
      • Решения NCERT для класса 6 Английский язык
    • Решения NCERT для класса 7
      • Решения NCERT для математики класса 7
      • Решения NCERT для науки класса 7
      • Решения NCERT для социальных наук класса 7
      • Решения NCERT для класса 7 Английский язык
    • Решения NCERT для класса 8
      • Решения NCERT для математики класса 8
      • Решения NCERT для науки 8 класса
      • Решения NCERT для социальных наук 8 класса ce
      • Решения NCERT для класса 8 Английский
    • Решения NCERT для класса 9
      • Решения NCERT для класса 9 по социальным наукам
    • Решения NCERT для математики класса 9
      • Решения NCERT для математики класса 9 Глава 1
      • Решения NCERT для математики класса 9, глава 2
      • Решения NCERT
      • для математики класса 9, глава 3
      • Решения NCERT для математики класса 9, глава 4
      • Решения NCERT для математики класса 9, глава 5
      • Решения NCERT
      • для математики класса 9, глава 6
      • Решения NCERT для математики класса 9 Глава 7
      • Решения NCERT
      • для математики класса 9 Глава 8
      • Решения NCERT для математики класса 9 Глава 9
      • Решения NCERT для математики класса 9 Глава 10
      • Решения NCERT
      • для математики класса 9 Глава 11
      • Решения
      • NCERT для математики класса 9 Глава 12
      • Решения NCERT
      • для математики класса 9 Глава 13
      • NCER Решения T для математики класса 9 Глава 14
      • Решения NCERT для математики класса 9 Глава 15
    • Решения NCERT для науки класса 9
      • Решения NCERT для науки класса 9 Глава 1
      • Решения NCERT для науки класса 9 Глава 2
      • Решения NCERT для науки класса 9 Глава 3
      • Решения NCERT для науки класса 9 Глава 4
      • Решения NCERT для науки класса 9 Глава 5
      • Решения NCERT для науки класса 9 Глава 6
      • Решения NCERT для науки класса 9 Глава 7
      • Решения NCERT для науки класса 9 Глава 8
      • Решения NCERT для науки класса 9 Глава 9
      • Решения NCERT для науки класса 9 Глава 10
      • Решения NCERT для науки класса 9 Глава 12
      • Решения NCERT для науки класса 9 Глава 11
      • Решения NCERT для науки класса 9 Глава 13
      • Решения NCERT
      • для науки класса 9 Глава 14
      • Решения NCERT для класса 9 по науке Глава 15
    • Решения NCERT для класса 10
      • Решения NCERT для класса 10 по социальным наукам
    • Решения NCERT для математики класса 10
      • Решения NCERT для математики класса 10 Глава 1
      • Решения NCERT для математики класса 10, глава 2
      • Решения NCERT для математики класса 10, глава 3
      • Решения NCERT для математики класса 10, глава 4
      • Решения NCERT для математики класса 10, глава 5
      • Решения NCERT для математики класса 10, глава 6
      • Решения NCERT для класса 10 по математике Глава 7
  3. .

    % PDF-1.4 % 178 0 объект > endobj xref 178 37 0000000016 00000 н. 0000001634 00000 н. 0000001719 00000 н. 0000001910 00000 н. 0000002147 00000 н. 0000002525 00000 н. 0000003081 00000 н. 0000003553 00000 н. 0000003590 00000 н. 0000003638 00000 н. 0000003686 00000 н. 0000003912 00000 н. 0000004181 00000 п. 0000004431 00000 н. 0000004509 00000 н. 0000005266 00000 н. 0000006017 00000 п. 0000006764 00000 н. 0000007526 00000 н. 0000008301 00000 н. 0000009065 00000 н. 0000009198 00000 п. 0000009356 00000 н. 0000010162 00000 п. 0000010711 00000 п. 0000013405 00000 п. 0000050032 00000 н. 0000050225 00000 п. 0000053846 00000 п. 0000054087 00000 п. 0000058874 00000 п. 0000067630 00000 п. 0000067879 00000 п. 0000068084 00000 п. 0000068372 00000 п. 0000077251 00000 п. 0000001036 00000 н. трейлер ] >> startxref 0 %% EOF 214 0 объект > поток xb``f``Idʻe` Ȁ

    .

    Какой металл наиболее устойчив к коррозии?

    Убедитесь, что в вашем браузере включен JavaScript. Если вы оставите отключенным JavaScript, вы получите доступ только к части предоставляемого нами контента. Вот как.
    Области науки Материаловедение
    Сложность
    Требуемое время Long (2-4 недели)
    Предварительные требования Нет
    Наличие материалов Легко доступны
    Стоимость Очень низкий (менее 20 долларов США)
    Безопасность Нет проблем

    Абстрактные

    Вот практическая инженерная задача: вам нужно построить вольер для своих собак, используя материал, который они не могут проглотить.Это будет большая работа по созданию, так что вы хотите сделать это правильно. Какой материал выбрать для ограждения? В этом проекте для оценки материалов используется научный метод.

    Объектив

    Цель этого проекта - определить, какой металл будет наиболее устойчивым к коррозии.

    Поделитесь своей историей с друзьями по науке!

    Да, Я сделал этот проект! Пожалуйста, войдите в систему (или создайте бесплатную учетную запись), чтобы сообщить нам, как все прошло.

    Планируете ли вы сделать проект от Science Buddies?

    Вернитесь и расскажите нам о своем проекте, используя ссылку «Я сделал этот проект» для выбранного вами проекта.

    Вы найдете ссылку «Я сделал этот проект» на каждом проекте на веб-сайте Science Buddies, так что не забудьте поделиться своей историей!

    Кредиты

    Эндрю Олсон, Ph.D., Друзья науки

    Источники

    Этот проект основан на:

    • Burns, P.T., 2003. Rust Busters, California State Science Fair Аннотация. Проверено 24 октября 2006 г..

    Цитируйте эту страницу

    Здесь представлена ​​общая информация о цитировании. Обязательно проверьте форматирование, включая использование заглавных букв, для метода, который вы используете, и обновите цитату по мере необходимости.

    MLA Стиль

    Сотрудники Science Buddies.«Какой металл наиболее устойчив к коррозии?» Друзья науки , 8 июля 2020, https://www.sciencebuddies.org/science-fair-projects/project-ideas/MatlSci_p018/materials-science/which-metal-is-the-most-resistant-to-corrosion. По состоянию на 27 октября 2020 г.

    APA Style

    Сотрудники Science Buddies. (2020, 8 июля). Какой металл наиболее устойчив к коррозии? Полученное из https: // www.sciencebuddies.org/science-fair-projects/project-ideas/MatlSci_p018/materials-science/which-metal-is-the-most-resistant-to-corrosion

    Дата последнего редактирования: 2020-07-08

    Введение

    Коррозия - это то, что происходит с металлами, когда они подвергаются воздействию воды и кислорода окружающей среды. Когда железо или сталь корродируют, железо образует красновато-коричневые оксиды и гидроксиды: то, что мы обычно называем «ржавчиной».

    Ржавчина железа - это электрохимический процесс.Атомы железа теряют электроны (химический процесс окисления), которые расщепляют воду на кислород и ионы гидроксида (химический процесс восстановления). Ионы гидроксида реагируют с окисленным железом и растворенным кислородом в воде с образованием оксида железа.

    Оксид железа проницаем для воды и кислорода, поэтому химическая реакция может продолжаться под поверхностным слоем. Для других металлов, таких как медь и алюминий, окисленный слой на поверхности фактически защищает металл под ней от дальнейшей коррозии.

    В этом проекте вы будете измерять скорость коррозии различных металлов при воздействии пресной и соленой воды.

    Термины и понятия

    Для выполнения этого проекта вы должны провести исследование, которое позволит вам понимать следующие термины и концепции:

    • ржавчина,
    • коррозия,
    • медь,
    • утюг,
    • сталь,
    • нержавеющая сталь,
    • алюминий,
    • цинк.

    Более продвинутые студенты также должны учиться:

    • электрохимия,
    • окисление,
    • сокращение.

    Вопросы

    • Почему кровельные гвозди оцинковываются?
    • Какая химическая реакция происходит, когда железо ржавеет?

    Библиография

    • Авторы Википедии, 2006 г. Rust, Википедия, Бесплатная энциклопедия. Проверено 24 октября 2006 г..
    • NJScuba.net, 2006. Артефакты и обломки кораблей: Iron, Steel & Rust, New Jersey Scuba Diver. Проверено 24 октября 2006 г..
    • Асато Р., дата неизвестна. Коррозия, Интернет-химия, Подветренный общественный колледж. Проверено 24 октября 2006 г..
    • Доктора коррозии, дата неизвестна. Коррозия алюминия, Corrosion-Doctors.org. Проверено 24 октября 2006 г..

    Лента новостей по этой теме

    Примечание: Компьютеризированный алгоритм сопоставления предлагает указанные выше статьи.Это не так умно, как вы, и иногда может давать юмористические, нелепые или даже раздражающие результаты! Узнать больше о ленте новостей

    Материалы и оборудование

    Для проведения этого эксперимента вам потребуются следующие материалы и оборудование:

    • короткие отрезки (около 10 см) сплошной проволоки,
      • из разных металлов, например:
        • сталь или железо,
        • оцинкованная сталь,
        • медь,
        • алюминий.
      • , вы сможете найти их в местном хозяйственном магазине,
      • вам понадобится по 3 отрезка каждого типа провода,
      • соответствует диаметру проволоки как можно точнее;
    • 2 карандаша,
    • 2 банки,
    • вода,
    • соль,
    • лабораторный ноутбук,
    • миллиметровая бумага и цветные карандаши,
    • Камера
    • (опционально).

    Методика эксперимента

    1. Проведите предварительное исследование, чтобы знать термины, концепции и вопросы.
    2. Отрежьте три куска проволоки по 10 см каждого типа.
      1. 1 отрезок провода каждого типа будет погружен в обычную водопроводную воду,
      2. 1 отрезок проволоки каждого типа будет погружен в соленую воду,
      3. 1 кусок каждого типа провода останется сухим на воздухе.
    3. Наполните одну банку на 2/3 чистой водопроводной водой.
    4. Наполните другую банку на 2/3 соленой водой.
    5. Возьмите по одному образцу проволоки каждого типа и оберните конец проволоки (2–3 витка) вокруг карандаша.Оставьте немного места между проводами, но убедитесь, что они поместятся в банку. Повторите то же самое для второго набора проводов на втором карандаше.
    6. Погрузите один комплект проводов в обычную водопроводную воду, а другой - в соленую. Карандаш должен лежать на верхней части банки.
    7. Наблюдать за проводами не реже одного раза в день в течение двух недель. Записывайте свои наблюдения в лабораторный блокнот. Осмотрите каждую проволоку по всей длине. Замечаемые вами изменения одинаковы по всей длине? Почему или почему нет?
    8. Если у вас есть фотоаппарат, делайте снимки проводов в начале эксперимента и всякий раз, когда вы заметите интересное изменение.Используйте функцию даты вашей камеры (если она есть), чтобы отметить изображение; в противном случае не забудьте записать, когда вы делали снимки, в лабораторной записной книжке.
    9. В конце эксперимента сравните 3 комплекта образцов проволоки:
      1. набор, хранящийся в простой водопроводной воде,
      2. набор в соленой воде,
      3. Набор держится в воздухе.
    10. Составьте шкалу оценок (1–5 или 1–10), чтобы описать наблюдаемые вами изменения.Каждое число на вашей шкале должно иметь четкие правила, позволяющие отличать его от других чисел.
    11. Если вы фотографировали, используйте фотографии, чтобы проиллюстрировать свою шкалу оценок на доске объявлений.
    12. Используйте свою рейтинговую шкалу, чтобы построить графики, показывающие, что произошло с различными металлами в каждом из трех состояний.
    13. Какая комбинация (металла и условий окружающей среды) показала наибольшую степень окисления?
    14. Какая комбинация (металла и условий окружающей среды) показала наименьшее окисление?

    .

    Если вам нравится этот проект, возможно, вам понравятся следующие родственные профессии:

    Инженеры-строители

    Если вы сегодня открыли кран, использовали ванную комнату или посетили общественное место (например, дорогу, здание или мост), значит, вы использовали или посетили проект, который инженеры-строители помогли спроектировать и построить.Инженеры-строители работают над улучшением путешествий и торговли, обеспечением людей безопасной питьевой водой и санитарией и защитой сообществ от землетрясений и наводнений. Эта важная и древняя работа сочетается с желанием создавать такие же красивые и экологически чистые конструкции, которые являются функциональными и экономичными. Подробнее

    Инженер-химик

    Инженеры-химики решают проблемы, которые влияют на нашу повседневную жизнь, применяя принципы химии.Если вам нравится работать в химической лаборатории и вы заинтересованы в разработке полезных продуктов для людей, то карьера инженера-химика может быть в вашем будущем. Подробнее

    Ученый и инженер-материаловед

    Что позволяет создавать высокотехнологичные объекты, такие как компьютеры и спортивное снаряжение? Это материалов, внутри этих продуктов.Материаловеды и инженеры разрабатывают материалы, такие как металлы, керамика, полимеры и композиты, которые нужны другим инженерам для их проектов. Материаловеды и инженеры мыслят атомарно (то есть они понимают вещи на наномасштабном уровне), но они проектируют микроскопически (на уровне микроскопа), а их материалы используются макроскопически (на уровне, который может видеть глаз) ). От теплозащитных экранов в космосе, протезов конечностей, полупроводников и солнцезащитных кремов до сноубордов, гоночных автомобилей, жестких дисков и форм для выпечки - материаловеды и инженеры создают материалы, которые делают жизнь лучше.Подробнее

    Варианты

    • Помимо визуальных наблюдений, вы также можете измерить вес проводов в начале и в конце эксперимента. Как вы думаете, изменится ли вес любого из проводов? Почему или почему нет? Что на самом деле происходит?
    • Как температура влияет на скорость окисления различных металлов? Проведите эксперимент, чтобы выяснить это.
    • Вы можете попробовать соленую воду различной концентрации. Ускоряет ли реакция окисления большее количество соли в воде? Почему или почему нет?
    • Что произойдет, если в воде очень мало кислорода? Используйте кипяченую воду (для удаления кислорода) и наполните банку водой до конца (наливайте осторожно, чтобы вода не насыщалась кислородом). Прикрепите провода к нижней части крышки банки (например, с помощью горячего клея) и плотно закройте крышку. Сравните с аналогичной установкой банки с некипяченой водой.
    • Что произойдет, если изменить pH воды? Вы можете сделать воду кислой, добавив уксус, или щелочной, добавив пищевую соду.
    • Вы видели фотографии Титаник или других подводных кораблекрушений? Что происходит с артефактами, такими как железные пушечные ядра, когда они поднимаются на поверхность после кораблекрушения? Проведите эксперимент, чтобы увидеть, что происходит с металлическими проводами, погруженными в пресную или соленую воду, а затем подвергнутыми воздействию воздуха.
    • Сравните окрашенные и неокрашенные провода.

    Поделитесь своей историей с друзьями по науке!

    Да, Я сделал этот проект! Пожалуйста, войдите в систему (или создайте бесплатную учетную запись), чтобы сообщить нам, как все прошло.

    Спросите эксперта

    Форум «Задайте вопрос эксперту» предназначен для того, чтобы студенты могли найти ответы на научные вопросы, которые они не смогли найти с помощью других ресурсов. Если у вас есть конкретные вопросы по поводу вашего проекта или научной ярмарки, наша команда ученых-добровольцев может вам помочь.Наши специалисты не будут выполнять эту работу за вас, но они сделают предложения, дадут рекомендации и помогут устранить неполадки.

    Спросите эксперта

    Ссылки по теме

    Лента новостей по этой теме

    Примечание: Компьютеризированный алгоритм сопоставления предлагает указанные выше статьи. Это не так умно, как вы, и иногда может давать юмористические, нелепые или даже раздражающие результаты! Узнать больше о ленте новостей

    Ищете больше научных развлечений?

    Попробуйте одно из наших научных занятий для быстрых научных исследований в любое время.Идеально, чтобы оживить дождливый день, школьные каникулы или момент скуки.

    Найдите занятие

    Видео о нашей науке

    Построить винтовку Гаусса

    Сделать самодельную ловушку для мух

    Пакет DIY Glitter Surprise с простой схемой

    Спасибо за ваш отзыв!

    .

    Смотрите также