Bài 20. Sự ăn mòn của kim loại

Nhiệt liệt chào mừng các thầy cô giáo về dự hội giảng!
Giáo viên: Văn Thuý Hà
Lớp 12 A9
Kính chúc các thầy cô có luôn mạnh khỏe và đạt nhiều thành công trong sự nghiệp trồng người!
Hãy quan sát những đồ dùng, thiết bị sau và nhận xét hiện tượng gì xảy ra?
CÁP CẦU TREO CŨNG BỊ HƯ HỎNG NẶNG …
Thời điểm ban đầu
Sau một thời gian
VỎ TÀU THỦY BỊ HƯ HỎNG SAU MỘT THỜI GIAN ĐI TRÊN BIỂN
ĐƯỜNG ỐNG DẪN KHÍ BỊ HỎNG KHÔNG THỂ PHỤC HỒI ĐƯỢC …



Cứ 1 giây qua đi, khoảng hai tấn thép trên phạm vi toàn cầu đã biến thành rỉ.


Đó là do
sự ăn mòn kim loại
Nguyên nhân do đâu?
Vậy thế nào là sự ăn mòn kim loại ? Biện pháp nào để bảo vệ kim loại không bị ăn mòn?
Bài 20: Sự ăn mòn kim loại
*bản chất của sự ăn mòn kim loại :
Là quá trình oxihoa – khử trong đó kim loại bị oxi hoá thành ion dương bởi các quá trình hoá học hoặc điện hoá.
M  Mn+ + ne
I.KHÁI NIỆM :
* Khái niệm :
Ăn mòn kim loại là sự phá huỷ kim loại hoặc hợp kim do tác dụng của các chất trong môi trường xung quanh.

Quan sát màu của gỉ sắt, theo em đó là mầu của các chất nào?
Các em vừa được quan sát các hình ảnh về sự ăn mòn kim loại.Vậy theo em thế nào là ăn mòn kim loại?
Vậy bản chất của sự ăn mòn kim loại là gì ?
II. CÁC DẠNG ĂN MÒN KIM LOẠI:
Ăn mòn hóa học:
Hãy quan sát những đồ dùng, thiết bị sau cho biết tại sao chúng bị ăn mòn?
Kiềng sắt,bếp than tổ ong vỏ làm bằng sắt khi đun nấu ở nhiệt độ cao gặp hơi nước và oxi trong không khí xảy ra các phản ứng hóa học
a.Khái niệm :
Em hãy viết các phương trình phản ứng xảy ra trong quá trình ăn mòn trên,xác định chất khử chất oxihoa
II. CÁC DẠNG ĂN MÒN KIM LOẠI:
Ăn mòn hóa học:
Fe + O2 → Fe3O4
0
0
-2
3
2
Fe + H2O → Fe3O4 + H2
4
4
3
+1
0
+8/3
0
b.Đặc điểm:
- Nhiệt độ càng cao tốc độ ăn mòn càng nhanh.
Là quá trình oxi hoá khử, trong đó các electron của kim loại được chuyển trực tiếp đến các chất trong môi trường .
t0
-Không sinh ra dòng điện
+8/3
t0
Ăn mòn hóa học:
a.Khái niệm :
Từ ví dụ thực tế trên em hãy cho biết thế nào là ăn mòn hóa học ?
Từ ví dụ vừa nêu em cho biết ăn mòn hóa học thường xảy ra ở điều kiện nào?
-Thường xảy ra ở nhiệt độ cao
-2
2. Ăn mòn điện hóa học.
a. Khái niệm:
II. CÁC DẠNG ĂN MÒN KIM LOẠI:
* Thí nghiệm : về ăn mòn điện hóa
Hãy quan sát và nêu hiện tượng của thí nghiệm sau đây?
dd H2SO4
Zn
Cu
H+
Zn2+
Khi chưa nối dây dẫn:
- Lá Zn bị hoà tan chậm
Bọt khí H2 thoát ra
trên bề mặt lá Zn
Khi nối dây dẫn:
- Lá Zn bị ăn mòn nhanh
- Kim điện kế bị lệch
- Bọt khí thoát ra nhanh hơn trên bề mặt lá Cu.
dd H2SO4
Zn
Cu
Zn bị ăn mòn hoá học:

Zn + 2H+  Zn2+ + H2


Hình thành pin điện hoá
Cực âm: lá Zn: Zn  Zn2+ + 2e
Các e di chuyển từ lá Zn sang lá Cu qua dây dẫn, tạo ra dòng điện 1 chiều.
Cực dương: lá Cu: 2H+ + 2e  H2
Phản ứng chung:
Zn + 2H+  Zn2+ + H2
Kết quả: Lá Zn bị ăn mòn nhanh đồng thời với sự tạo thành dòng điện.
-
+
H+
Zn2+
Giải thích :
Các em vừa quan sát thí nghiệm,hãy giải thích các hiện tượng xảy ra trong thí nghiệm ?
2. Ăn mòn điện hoá
a. Khái niệm về ăn mòn điện hoá
Ăn mòn điện hoá là quá trình oxi- khử, trong đó kim loại bị ăn mòn do tác dụng của dung dịch chất điện li và tạo nên dòng e chuyển dời từ cực âm đến cực dương.
II. CÁC DẠNG ĂN MÒN KIM LOẠI:
Từ thí nghiệm hãy nêu khái niệm về ăn mòn điện hóa?
2. Ăn mòn điện hoá
+ Hai kim loại khác nhau
II. CÁC DẠNG ĂN MÒN KIM LOẠI:
b. Điều kiện xảy ra ăn mòn điện hoá :
- Các điện cực có bản chất khác nhau:
+ Kim loại – phi kim
Điều kiện 1:
+ Kim loại – hợp chất
Từ thí nghiệm ta thấy điều kiện đầu tiên để xảy ra ăn mòn điện hóa phải là gì?
dd H2SO4
Zn
Cu
H+
Zn2+
Khi chưa nối dây dẫn:
Khi nối dây dẫn:
Điều kiện 2:
Ăn mòn hóa học
Ăn mòn điện hóa
Điều kiện 2:
+ Khi bỏ dây dẫn.
+ Cho 2 cực tiếp xúc trực tiếp với nhau.
Hai điện cực phải nối tiếp với nhau qua dây dẫn hoặc tiếp xúc trực tiếp với nhau.
Zn Cu
Điều kiện 3:
Thay dung dịch điện li bằng dung dịch không điện ly
Các điện cực cùng tiếp xúc với dung dịch chất điện li
Trong tự nhiên, sự ăn mòn kim loại xảy ra phức tạp , có thể xảy ra đồng thời cả 2 quá trình ăn mòn hóa học và ăn mòn điện hóa
Em hãy quan sát thí nghiệm mô phỏng dưới đây(quan sát kim điện kế) nêu điều kiện thứ 3 của ăn mòn điện hóa?
Tạo thành các điện cực
Vật liệu bằng sắt : thường lẫn CACBON
Hơi nước trong không khí ẩm : có hòa tan
- CO2( môi trường axit): CO2+ HOH  H+ + HCO3-
-Oxi (môi trường trung tính): H2O+ O2
Các điện cực tiếp xúc với nhau trong khối tinh thể và cùng tiếp xúc với một dung dịch điện li: vật bị ăn mòn điện hóa
Tạo thành dung dịch chất điện li
II. CÁC DẠNG ĂN MÒN KIM LOẠI:
c/ Ăn mòn điện hoá học hợp kim của sắt trong không khí ẩm.
Từ thí nghiệm và điều kiện của ăn mòn điện hóa em hãy giải thích hiện tượng gang thép bị ăn mòn?
c/ Ăn mòn điện hoá học hợp kim của hợp kim của sắt trong không khí ẩm.
II. CÁC DẠNG ĂN MÒN KIM LOẠI:
2. Ăn mòn điện hoá:
II. CÁC DẠNG ĂN MÒN KIM LOẠI:
c. Ăn mòn điện hoá học hợp kim của sắt trong không khí ẩm.
Cơ chế:
Fe là cực âm: Fe  Fe2+ + 2e (Fe bị oxi hoá)
C là cực dương: O2 + 2H2O + 4e  4OH-
Các phản ứng: Fe2+ + 2OH-  Fe(OH)2
Trong không khí : Fe(OH)2 +O2 +H2O  Fe(OH)3
Sau thời gian : 2Fe(OH)3  Fe2O3 + H2O
Phản ứng chung:
2Fe + n H2O + ³/2O2 Fe2O3.nH2O
1.Phương pháp bảo vệ bề mặt :
Ph? lờn b? m?t kim lo?i m?t l?p b?n v?ng v?i mụi tru?ng cú c?u t?o d?c khớt khụng cho khụng khớ,hoi nu?c th?m qua : son, m?, trỏng men.
III.CHỐNG ĂN MÒN KIM LOẠI :
Tráng men
Mạ kẽm
Vớ d?:
D? b?o v? t?u bi?n l�m b?ng thộp,ngu?i ta g?n v�o b? m?t v? t�u (ph?n chỡm du?i nu?c)nh?ng t?m
k?m t?o nờn s? an mũn di?n húa, Zn b? an mũn
2.Phương pháp điện hóa :
Tạo một pin điện hóa mà cực dương là kim loại cần bảo vệ bằng cách nối với kim loại cần bảo vệ một kim loại có tính khử mạnh hơn.
Hợp kim chống gỉ :inox ( Fe – Cr – Mn )
B. Nhúng lá Zn nguyên chất vào dung dịch H2SO4 loãng .
Câu 1:
A. Gang ,thép để lâu trong không khí ẩm.
C. Sắt tác dụng với clo.
D. Natri cháy trong không khí .
BÀI TẬP CỦNG CỐ
Trường hợp nào sau đây là ăn mòn điện hóa :
B. Đồng bị ăn mòn.
Câu 2 :
A. Sắt bị ăn mòn.
C. Sắt và đồng đều bị ăn mòn.
D. Sắt và đồng đều không bị ăn mòn.
BÀI TẬP CỦNG CỐ
M?t dõy phoi qu?n ỏo g?m m?t do?n dõy d?ng n?i v?i m?t do?n dõy thộp.Hi?n tu?ng n�o sau dõy xỏy ra ? ch? n?i 2 do?n dõy khi d? lõu ng�y ?
A.
Câu 3: 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 nào bị ăn mòn.
BÀI TẬP CỦNG CỐ
B.
Câu 4.Trong các trường hợp sau trường hợp nào ăn mòn hoá học ?
1. Kim loại Zn trong dd HCl
2. Fe có lẫn Cu để trong không khí ẩm.
3. Đốt dây Fe trong khí oxi
4. Kim loại Cu trong dd HNO3 loãng
A.1,2,3
B.2,3,4
C 1,3,4
D.1,2,3
BÀI TẬP CỦNG CỐ
C.
Bài 1,2,4,5,6/95/ SGK.
BÀI TẬP VỀ NHÀ
Chúc mừng ngày
nhà giáo Việt Nam 20/11
Tập thể học sinh lớp 12A9
Trân trọng tạm biệt quí Thầy Cô