CHƯƠNG V : ĐẠI CƯƠNG VỀ KIM LOẠI TIẾT : . BÀI 23 : SỰ ĂN MÒN KIM LOẠI. 1) Mục đích yêu cầu : – Hiểu được thế nào là ăn mòn kim loại. − Hiểu được bản chất, điều kiện xảy ra ăn mòn hóa học, an mòn điện hóa. − Hiểu các biện pháp bảo vệ kim loại không bò ăn mòn và biết vận dụng một số biện pháp thông thường bảo vệ kim loại trong đời sống và sản xuất. 2) Tiến trình : Phương pháp Nội dung I. KHÁI NIỆM : • Ăn mòn kim loại là sự phá hủy kim loại hoặc hợp kim do tác dụng của các chất trong môi trường. → Hậu quả KL bò oxi hóa thành các ion dương bởi các quá trình hóa học hoặc điện hóa : n M M ne + → + . II. HAI DẠNG ĂN MÒN KIM LOẠI : 1) Ăn mòn hóa học : − Là quá trình oxi hóa – khử , trong đó các electron của kim loại được chuyển trực tiếp đến các chất trong môi trường. TD: o t 2 3 4 2 3Fe 4H O Fe O 4H+ → + ↑ . o t 2 3 2Fe 3Cl 2FeCl+ → . o t 2 3 4 3Fe 2O Fe O+ → 2) Ăn mòn điện hóa học : Phổ biến và nghiêm trọng nhất. a) Khái niệm về ăn mòn điện hóa học : − TN : (Hình vẽ). – Hiện tượng : • Khi chua nối dây dẫn, lá Zn bò hòa tan và bọt H 2 thoát ra ở bề mặt lá Zn. • Khi nối dây dẫn, lá Zn bò ăn mòn nhanh, kim điện kế bò lệch, bọt khí H 2 thoát ra ở cả lá Cu. – Giải thích : • Khi chưa nối dây dẫn, Zn bò ăn mòn hóa học bởi ion H + trong dd axit: 2 2 Zn 2H Zn H + + + → + . Bọt khí sinh ra trên bề mặt lá Zn. • Khi nối 2 thanh Zn, Cu bằng dây dẫn → pin Vônta hình thành, Zn (–), Cu (+). Các e di chuyển từ Zn → Cu tạo dòng điện 1 chiều, kim điện kế lệch. Trang 1 2 4 Dd H SO Thí nghiệmvềănmòn điệnhóahọc Cu Zn e H + 2 Zn + CHƯƠNG V : ĐẠI CƯƠNG VỀ KIM LOẠI Phương pháp Nội dung Ion H + trong dd H 2 SO 4 di chuyển đến Cu (+) nhận e (các e này đã di chuyển từ cực Zn sang Cu) bò khử thành H 2 , thoát ra khỏi dung dòch : 2 2H 2e H (sự khử) + + → . Phản ứng điện hóa chung : 2 2 Zn 2H Zn H + + + → + . Vậy : Ăn mòn điện hóa là quá trình oxi hóa – khử, trong đó kim loại bò ăn mòn do tác dụng của dung dòch chất điện li và tạo nên dòng electron chuyển dời từ cực âm đến cực dương. b) Điều kiện xảy ra ăn mòn điện hóa học : − Các điện cực phải khác nhau về bản chất : Hai kim loại khác nhau, KL – PK, KL – Hợp chất hóa học (Xementit Fe 3 C)… – Các điện cực phải tiếp xúc trực tiếp hoặc gián tiếp qua dây dẫn. – Các điện cực cùng tiếp xúc với dung dòch chất điện li. • Phải đủ 3 đk trên. Thực tê phức tạp gồm cả an mòn hóa học và ăn mòn điện hóa học (chủ yếu). c) Ăn mòn điện hóa học hợp kim của sắt ( gang, thép) trong không khí ẩm : − Sự ăn mòn điện hóa học các hợp kim của sắt (gang, thép) trong KK ẩm → phức tạp → ảnh hưởng nghiêm trọng. – Gang, thép → hợp kim Fe – C gồm các tinh thể C (graphit). KK ẩm hòa tan CO 2 , O 2 , … → dd chất điện li phủ bề mặt gang, thép → xuất hiện vô số pin điện hóa với Fe(–), C(+). – Cực (–) → Sự oxi hóa : 2 Fe Fe 2e + → + . – Cực (+) → Sự khử : 2 2 O 2H O 4e 4OH − + + → . – Ion Fe 2+ tan vào dd chất điện li có hòa tan khí oxi. Ion Fe 2+ tiếp tục bò oxi hóa dưới tác dụng của ion OH – tạo ra gỉ sắt có thành phần chủ yếu là Trang 2 C Fe Lớp dd chất điện li Vậtbằnggang thép 2 2 O 2H O Fe 4OH − + + → e ⊕ − Ο 2 Fe + Ănmònđiệnhóahợpkimcủa sắt CHƯƠNG V : ĐẠI CƯƠNG VỀ KIM LOẠI Phương pháp Nội dung 2 3 2 Fe O .nH O . III. CHỐNG ĂN MÒN KIM LOẠI : a) Phương pháp bảo vệ bề mặt : • Phủ lên bề mặt KL 1 lớp sơn, dầu mỡ, chất dẻo, tráng mạ bằng 1 lớp KL khác bền vững với môi trường, cấu tạo đặc khít, ngăn KK, nước thấm qua. b) Phương pháp điện hóa : • Dùng 1 KL làm “vật hi sinh” để bảo vệ vật liệu KL. TD: Bảo vệ vỏ tàu biển bằng thép → gắn các lá Zn vào phía ngoài vỏ tàu phần chìm trong nước biển (dd chất điện li). Vỏ tàu bằng thép → cực (+), các lá Zn là cực (–). – Anot (cực âm) : Zn bò oxi hóa : 2 Zn Zn 2e + → + . – Catot (cực dương) : O 2 bò khử : 2 2 2H O O 4e 4OH − + + → → Vỏ tàu được bảo vệ, Zn là vật hi sinh bò ăn mòn trong điều kiện này với tốc độ nhỏ. Các lá Zn được thay đònh kỳ. • Củng cố : GVPV lại : Ăn mòn kim loại ? Các dạng ăn mòn kim loại ? Điều kiện ? Chống ăn mòn kim loại trong thực tiễn đời sống, … • Bài tập : 1 − 8 Trang 140 − SGK12NC . Trang 3 . dương bởi các quá trình hóa học hoặc điện hóa : n M M ne + → + . II. HAI DẠNG ĂN MÒN KIM LOẠI : 1) Ăn mòn hóa học : − Là quá trình oxi hóa – khử , trong đó. ra khỏi dung dòch : 2 2H 2e H (sự khử) + + → . Phản ứng điện hóa chung : 2 2 Zn 2H Zn H + + + → + . Vậy : Ăn mòn điện hóa là quá trình oxi hóa – khử,