TRỊNH THỊ THANH HOA_NHÓM 3_DH10H CHƯƠNG 5: ĐẠI CƯƠNG VỀ KIM LOẠI 12 CƠ BẢN BÀI 22: SỰ ĂN MÒN KIM LOẠI I. MỤC TIÊU BÀI HỌC: A. Chuẩn kiến thức và kỹ năng 1. Kiến thức a) HS biết: − Các khái niệm ăn mòn kim loại, các dạng ăn mòn hoá học, ăn mòn điện hoá − Điều kiện xảy ra sư ăn mòn điện hóa học. − Biết các biện pháp bảo vệ kim loại khỏi bị ăn mòn. b) HS hiểu: Bản chất của quá trình ăn mòn kim loại là quá trình oxi hóa khử trong đó kim loại bị oxi hóa thành ion dương. 2. Kĩ năng − Phân biệt và giải thích được ăn mòn hoá học và ăn mòn điện hoá ở một số hiện tượng thực tế. − Sử dụng và bảo quản hợp lí một số đồ dùng bằng kim loại và hợp kim dựa vào những đặc tính của chúng. 3. .Tình cảm, thái độ: Có ý thức bảo vệ kim loại, chống ăn mòn kim loại do hiểu rõ nguyên nhân và tác hại của hiện tượng ăn mòn kim loại. B. Trọng tâm Ăn mòn điện hóa học 10/25/2011 Page 1 TRỊNH THỊ THANH HOA_NHÓM 3_DH10H CHƯƠNG 5: ĐẠI CƯƠNG VỀ KIM LOẠI 12 CƠ BẢN II. CHUẨN BỊ: − GV: Bảng phụ vẽ hình biểu diễn thí nghiệm ăn mòn điện hoá và cơ chế của sự ăn mòn điện hoá đối với hợp kim của sắt. − HS: Ôn lại kiến thức đã học về hợp kim, xem trước bài mới sự ăn mòn kim loại. III. PHƯƠNG PHÁP: Nêu vấn đề + đàm thoại + hoạt động nhóm. IV. TIẾN TRÌNH BÀY DẠY: 1. Ổn định lớp: 2. Kiểm tra bài cũ: Tính chất vật lí chung của kim loại biến đổi như thế nào khi chuyển thành hợp kim ? 3. Bài mới: HOẠT ĐỘNG CỦA THẦY VÀ TRÒ NỘI DUNG KIẾN THỨC Hoạt động 1 − GV: Trong cuộc sống chúng ta thường thấy những đồ dùng bằng sắt thép lâu ngày bị rỉ sét hiện tượng đó gọi là sự ăn mòn kim loại. Dựa vào SGK nêu khái niệm sự ăn mòn kim loại và bản chất của ăn mòn kim loại là gì? − HS: Nêu khái niệm sự ăn mòn kim loại và bản chất của sự ăn mòn kim loại. I – KHÁI NIỆM: − Khái niệm: Sự ăn mòn kim loại là sự phá huỷ kim loại hoặc hợp kim do tác dụng của các chất trong môi trường xung quanh. − Bản chất: Đó là một quá trình hóa học hoặc điện hóa trong đó kim loại bị oxi hoá thành ion dương M → M n+ + ne Hoạt động 2 − GV: Có mấy dạng ăn mòn kim loại, đó là những dạng nào? − HS: Nghiên cứu SGK và trả lời. II – CÁC DẠNG ĂN MÒN Có 2 dạng ăn mòn kim loại là ăn mòn hóa học và ăn mòn điện hóa học 1. Ăn mòn hoá học: 10/25/2011 Page 2 TRỊNH THỊ THANH HOA_NHÓM 3_DH10H CHƯƠNG 5: ĐẠI CƯƠNG VỀ KIM LOẠI 12 CƠ BẢN − GV: Các thanh sắt, các thiết bị của lò đốt, các chi tiết của động cơ đốt trong bị ăn mòn khi để lâu trong không khí, ta nói chúng bị ăn mòn hóa học vậy ăn mòn hóa học là gì? − HS: Nêu khái niệm ăn mòn hóa học − GV: Tìm 1 số ví dụ về các vật bị ăn mòn hóa học ở xung quanh các em? − HS: Liên hệ thực tế trả lời − GV: Nhận xét, hướng dẫn giúp học sinh nắm vững thế nào là ăn mòn hóa học. Và cho biết 1 số đặc điểm của ăn mòn hóa học như ở nhiệt độ càng cao, kim loại bị ăn mòn càng nhanh. Ở điều kiện thường ăn mòn hóa học diễn ra rất chậm. Thí dụ: - Thanh sắt trong nhà máy sản xuất khí Cl 2 2Fe + 3Cl 2 2FeCl 3 0 0 +3 -1 - Các thiết bị của lò đốt, các chi tiết của động cơ đốt trong 3Fe + 2O 2 Fe 3 O 4 0 0 +8/3 -2 t 0 3Fe + 2H 2 O Fe 3 O 4 + H 2  0 +1 +8/3 0 t 0 → Ăn mòn hoá học là quá trình oxi hoá – khử, trong đó các electron của kim loại được chuyển trực tiếp đến các chất trong môi trường. Hoạt động 3 − GV: Treo bảng phụ hình biểu diễn thí nghiệm ăn mòn điện hoá và hướng dẫn học sinh về các bước tiến hành thí nghiệm. − HS: Nghiên cứu SGK, kết hợp hình vẽ và lời giảng của giáo viên. − GV: Yêu cầu HS nêu các hiện tượng và giải thích các hiện tượng đó. − HS: Nêu hiện tượng và giải 2. Ăn mòn điện hoá a) Khái niệm − Thí nghiệm: (SGK) Nhúng thanh kẽm và thanh đồng không tiếp xúc với nhau vào cốc đựng H 2 SO 4 loãng. Nối thanh kẽm với thanh đồng bằng dây dẫn, cho đi qua 1 điện kế. − Hiện tượng: + Kim điện kế quay → chứng tỏ có dòng điện chạy qua. + Thanh Zn bị mòn dần. 10/25/2011 Page 3 TRỊNH THỊ THANH HOA_NHÓM 3_DH10H CHƯƠNG 5: ĐẠI CƯƠNG VỀ KIM LOẠI 12 CƠ BẢN thích. − GV: Giải thích thêm và tổng kết lại để học sinh nắm rõ được vấn đề. - o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o Zn 2+ H + > e + Bọt khí H 2 thoát ra cả ở thanh Cu. − Giải thích: + Điện cực âm (anot): Zn bị ăn mòn theo phản ứng: Zn → Zn 2+ + 2e Ion Zn 2+ đi vào dung dịch, các electron theo dây dẫn sang điện cực Cu. + Điện cực dương (catot): Ion H + của dung dịch H 2 SO 4 nhận electron biến thành nguyên tử H rồi thành phân tử H 2 thoát ra. 2H + + 2e → H 2 → Ăn mòn điện hoá là quá trình oxi hoá – khử, trong đó kim loại bị ăn mòn do tác dụng của dung dịch chất điện li và tạo nên dòng electron chuyển dời từ cực âm đến cực dương. Hoạt động 4 − GV treo bảng phụ về sự ăn mòn điện hoá học của hợp kim sắt và hướng dẫn học sinh về quá trình ăn mòn của gang. Yêu cầu học sinh nêu các quá trình xảy ra tại anot và catot − HS: Quan sát và nêu các quá trình xảy ra. − GV: Yêu cầu học sinh nêu 1 số vật dụng bằng gang thép bị ăn mòn xung quanh các em? − HS: Liên hệ thực tế trả lời. − GV: Nhận xét và tổng kết. b) Ăn mòn điện hoá học hợp kim sắt trong không khí ẩm Thí dụ: Sự ăn mòn gang trong không khí ẩm. − Trong không khí ẩm, trên bề mặt của gang luôn có một lớp nước rất mỏng đã hoà tan O 2 và khí CO 2 , tạo thành dung dịch chất điện li. − Gang có thành phần chính là Fe và C cùng tiếp xúc với dung dịch đó tạo nên vô số các pin nhỏ mà sắt là anot và cacbon là catot. Tại anot: Sắt bị oxi hóa thành ion Fe 2+ 10/25/2011 Page 4 TRỊNH THỊ THANH HOA_NHĨM 3_DH10H CHƯƠNG 5: ĐẠI CƯƠNG VỀ KIM LOẠI 12 CƠ BẢN O 2 + 2H 2 O + 4e 4OH - Fe 2+ C Fe Vật làm bằng gang e Lớp dd chất điện li Fe → Fe 2+ + 2e Các electron được giải phóng chuyển dịch đến catot. Tại catot: O 2 hòa tan trong nước bị khử thành ion OH - O 2 + 2H 2 O + 4e → 4OH - Ion Fe 2+ tan vào dung dịch chất điện li có hồ tan khí O 2 , Tại đây, ion Fe 2+ tiếp tục bị oxi hố, dưới tác dụng của ion OH - tạo ra gỉ sắt có thành phần chủ yếu là Fe 2 O 3 .nH 2 O. Hoạt động 5 − GV : Từ thí nghiệm về q trình ăn mòn điện hố học, em hãy cho biết các điều kiện để q trình ăn mòn điện hố xảy ra ? − GV: Lưu ý HS là q trình ăn mòn điện hố chỉ xảy ra khi thỗ mãn đồng thời cả 3 điều kiện trên, nếu thiếu 1 trong 3 điều kiện trên thì q trình ăn mòn điện hố sẽ khơng xảy ra. c) Điều kiện xảy ra sự ăn mòn điện hố học − Các điện cực phải khác nhau về bản chất: cặp kim loại – kim loại; kim loại – phi kim − Các điện cực phải tiếp xúc trực tiếp hoặc gián tiếp qua dây dẫn. − Các điện cực cùng tiếp xúc với một dung dịch chất điện li. Hoạt động 6 − GV: Có mấy phương pháp thường dùng để bảo vệ kim loại? Là những phương pháp nào? − HS: dựa vào SGK tra lời. − GV: Phương pháp bảo vệ bề mặt là như thế nào? Lấy ví dụ các đồ dùng làm bằng kim loại xung quanh em được bảo vệ bằng phương pháp bề mặt? III – CHỐNG ĂN MỊN KIM LOẠI 1. Phương pháp bảo vệ bề mặt − Dùng những chất bền vững với mơi trường để phủ mặt ngồi những đồ vật bằng kim loại như bơi dầu mỡ, sơn, mạ, tráng men, … − Thí dụ: Sắt tây là sắt được tráng thiếc, tơn là sắt được tráng kẽm. Các đồ vật làm bằng sắt được mạ niken hay crom. Hoạt động 7 2. Phương pháp điện hố 10/25/2011 Page 5 TRỊNH THỊ THANH HOA_NHÓM 3_DH10H CHƯƠNG 5: ĐẠI CƯƠNG VỀ KIM LOẠI 12 CƠ BẢN − GV: Phương pháp điện hóa là như thế nào? Tại sao bảo vệ được kim loại? − HS: Dựa vào SGK trả lời − GV: Phương pháp này thường thấy ở đâu? − HS: SGK và liên hệ thực tế trả lời − Nối kim loại cần bảo vệ với một kim loại hoạt động hơn để tạo thành pin điện hoá và kim loại hoạt động hơn sẽ bị ăn mòn, kim loại kia được bảo vệ. − Thí dụ: Bảo vệ vỏ tàu biển làm bằng thép bằng cách gán vào mặt ngoài của vỏ tàu (phần chìm dưới nước) những khối Zn, kết quả là Zn bị nước biển ăn mòn thay cho thép. V. CỦNG CỐ 1. Trong hai trường hợp sau đây, trường hợp nào vỏ tàu được bảo vệ ? Giải thích. − Vỏ tàu thép được nối với thanh kẽm . − Vỏ tàu thép được nối với thanh đồng. 2. Cho lá sắt vào a) dung dịch H 2 SO 4 loãng. b) dung dịch H 2 SO 4 loãng có thêm vài giọt dung dịch CuSO 4 . Nêu hiện tượng xảy ra, giải thích và viết PTHH của các phản ứng xảy ra trong mỗi trường hợp. 3. Một dây phơi quần áo một một đoạn dây đồng nối với một đoạn dây thép. Hiện tượng nào sau đây xảy ra ở chổ nối 2 đoạn dây khi để lâu ngày ? A. Sắt bị ăn mòn. B. Đồng bị ăn mòn C. Sắt và đồng đều bị ăn mòn. D. Sắt và đồng đều không bị ăn mòn. 4. Sự ăn mòn kim loại không phải là A. sự khử kim loại B. sự oxi hoá kim loại. 10/25/2011 Page 6 TRỊNH THỊ THANH HOA_NHÓM 3_DH10H CHƯƠNG 5: ĐẠI CƯƠNG VỀ KIM LOẠI 12 CƠ BẢN C. sự phá huỷ kim loại hoặc hợp kim do tác dụng của các chất trong môi trường. D. sự biến đơn chất kim loại thành hợp chất. 5. Đinh sắt bị ăn mòn nhanh nhất trong trường hợp nào sau đây ? A. Ngâm trong dung dịch HCl. B. Ngâm trong dung dịch HgSO 4 . C. Ngâm trong dung dịch H 2 SO 4 loãng. D. Ngâm trong dung dịch H 2 SO 4 loãng có thêm vài giọt dung dịch CuSO 4 . 6. Sắt tây là sắt tráng thiếc. Nếu lớp thiếc bị xước sâu tới lớp sắt thì kim loại bị ăn mòn trước là A. thiếc B. sắt C. cả hai đều bị ăn mòn như nhau. D. không kim loại bị ăn mòn. DẶN DÒ − Xem lại lí thuyết đã học. − Bài tập về nhà: 3→6 trang 95 (SGK). − Xem bài mới điều chế kim loại. RÚT KINH NGHIỆM ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………… 10/25/2011 Page 7 TRỊNH THỊ THANH HOA_NHÓM 3_DH10H CHƯƠNG 5: ĐẠI CƯƠNG VỀ KIM LOẠI 12 CƠ BẢN ………………………………………………………………………………… …………… 10/25/2011 Page 8 . Sự ăn mòn kim loại không phải là A. sự khử kim loại B. sự oxi hoá kim loại. 10/25/2011 Page 6 TRỊNH THỊ THANH HOA_NHÓM 3_DH10H CHƯƠNG 5: ĐẠI CƯƠNG VỀ KIM LOẠI 12 CƠ BẢN C. sự phá huỷ kim loại. là sự ăn mòn kim loại. Dựa vào SGK nêu khái niệm sự ăn mòn kim loại và bản chất của ăn mòn kim loại là gì? − HS: Nêu khái niệm sự ăn mòn kim loại và bản chất của sự ăn mòn kim loại. I –. niệm: Sự ăn mòn kim loại là sự phá huỷ kim loại hoặc hợp kim do tác dụng của các chất trong môi trường xung quanh. − Bản chất: Đó là một quá trình hóa học hoặc điện hóa trong đó kim loại bị