Bài 20. Sự ăn mòn của kim loại

Bài 20. SỰ ĂN MÒN KIM LOẠI
KHÁI NIỆM

CÁC DẠNG ĂN MÒN KIM LOẠI

III. CHỐNG ĂN MÒN KIM LOẠI



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.
Hệ quả: Kim loại bị oxi hoá thành ion dương
M - ne → Mn+


II. CÁC DẠNG ĂN MÒN KIM LOẠI

Phân loại: Có hai loại chính:

1. Ăn mòn hóa học

2. Ăn mòn điện hóa

1. Ăn mòn hoá học:
Thí dụ:
- Thanh sắt trong nhà máy sản xuất khí Cl2


Các thiết bị của lò đốt, các chi tiết của động cơ đốt trong




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.
* Đặc điểm:
+ Không phát sinh dòng điện, tốc độ ăn mòn phụ thuộc vào to.
+ Bản chất: Là một quá trình oxi hóa – khử.
2. Ăn mòn điện hoá
a. Khái niệm
 Hiện tượng:
- Kim điện kế quay  chứng tỏ có dòng điện chạy qua.
- Thanh Zn bị mòn dần.
- Bọt khí H2 thoát ra cả ở thanh Cu.
 Giải thích:
- Điện cực âm (anot); Zn bị ăn mòn theo phản ứng: Zn - 2e → Zn2+
Ion Zn2+ đi vào dung dịch, các electron theo dây dẫn sang điện cực Cu.
- Điện cực dương (catot): ion H+ của dung dịch H2SO4 nhận electron biến thành nguyên tử H rồi thành phân tử H2 thoát ra.
2H+ + 2e → H2↑
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.
dd H2SO4
b) Ăn mòn điện hóa 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 hòa tan O2 và khí CO2, tạo thành dung dịch chất điện li.
- Gang có thành phần chính là Fe và C cùng tiếp xúc với dung dịch đã tạo nên vô số các pin nhỏ mà sắt là anot và cacbon là catot.
Tại anot: Fe → Fe2+ + 2e
Các electron được giải phóng chuyển dịch đến catot.
Tại catot: O2 + 2H2O + 4e → 4OH−
Ion Fe2+ tan vào dung dịch chất điện li có hòa tan khí O2, Tại đây, ion Fe2+ tiếp tục bị oxi hóa, dưới tác dụng của ion OH−
Tạo ra gỉ sắt có thành phần chủ yếu là Fe2O3.nH2O.
c) Điều kiện xảy ra sự ăm mòn điện hóa học

 Các điện cực phải khác nhau về bản chất.
Cặp KL – KL; KL – PK; KL – Hợp chất hoá học

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.
III – CHỐNG ĂN MÒN KIM LOẠI

1. Phương pháp bảo vệ bề mặt
Dùng những chất bền vững với môi trường để phủ mặt ngoài những đồ vật bằng kim loại như bôi dầu mỡ, sơn, mạ, tráng men,…
Thí dụ: Sắt tây là sắt được tráng thiếc, tôn là sắt được tráng kẽm. Các đồ vật làm bằng sắt được mạ niken hay crom.

2. Phương pháp điện hoá
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.
Củng cố
Về bản chất, sự ăn mòn hóa học và sự ăn mòn điện hóa học có gì giống và khác nhau ?
Trả lời:
- Giống: phản ứng oxi hóa – khử .
- Khác nhau: ăn mòn hóa học: không hình thành dòng điện.
ăn mòn điện hóa học: có hình thành dòng electron.

Có những biện pháp nào được dùng để chống ăn mòn kim loại? Thực chất của mỗi biện pháp là gì?
Trả lời:
Biện pháp bảo vệ bề mặt như sơn, tráng , mạ, bôi dầu mỡ, phủ chất dẻo…
Biện pháp bảo vệ điện hóa : dùng kim loại có tính khử mạnh hơn để bảo vệ.
Thực chất là cách li kim loại với môi trường.