Hóa 12_Bài ăn mòn Kim loại

CHÀO MỪNG QUÝ THẦY CÔ ĐẾN DỰ TIẾT DẠY TỐT ỨNG DỤNG CNTT!
GV: VÕ PHẠM NHẬT TÚ
ĐƯỜNG ỐNG DẪN DẦU ĐẶT TRONG LÒNG ĐẤT SAU MỘT THỜI GIAN CẦN PHẢI SỬA CHỮA
TÀU ĐÁNH CÁ BỊ HƯ HỎNG SAU MỘT THỜI GIAN ĐI TRÊN BIỂN
CÁP CẦU TREO CŨNG BỊ HƯ HỎNG NẶNG …
ĐƯỜNG ỐNG DẪN KHÍ BỊ HỎNG KHÔNG THỂ PHỤC HỒI ĐƯỢC …
TẤM KẼM GẮN VÀO VỎ TÀU SAU MỘT THỜI GIAN CẦN PHẢI THAY…
Và một số thiết bị khác …

Bài 23: SỰ ĂN MÒN KIM LOẠI
I.KHÁI NIỆM.

Các em xem lại một số hình ảnh vừa rồi
Vậy ăn mòn kim loại là gì?
Ăn mòn kim loại là sự phá huỷ kim loại hoặc hợp kim do tác dụng của các chất trong môi trường.

M → Mn+ + ne
II.PHÂN LOẠI:
Dựa vào cơ chế của sự ăn mòn người ta phân ra các kiểu ăn mòn sau:
- Ăn mòn hoá học
- Ăn mòn điện hoá
- Ăn mòn sinh học
- Ăn mòn cơ học
1. Ăn mòn hoá học
a.Khái niệm:
Trong thực tế sự ăn mòn hoá học thường xảy ra ở đâu?
VD1: Al + O2 → Al2O3

Xác định số oxi hoá , chất oxi hoá ,chất khử?Cân bằng phương trình.
0
0
+3
-2
4
3
VD2: 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
2
-Không sinh ra dòng điện
2. Ăn mòn điện hoá
a.Thí nghiệm1:
b.Hiện tượng thí nghiệm 1:
Lá Zn bị ăn mòn
Có khí thoát ra ở thanh Zn
Lá Zn bị ăn mòn theo kiểu ăn mòn nào?
2. Ăn mòn điện hoá
b.Thí nghiệm 2:
Thời điểm ban đầu.
Sau một thời gian thí nghiệm.
-
+
-
+
o
b.Hiện tượng thí nghiệm 2:
Lá Zn bị ăn mòn
Có khí thoát ra nhiều và ở cả thanh Zn và thanh Cu
Kim vôn kế bị lệch
c.Giải thích:
Khi nối thanh Cu với thanh Zn bằng một dây dẫn thì ta đã tạo được một Pin điện hoá.
Cực (-)

Cực (+)

Zn → Zn2+ + 2e

2H+ + 2e → H2
Phương trình tổng quát: Zn + 2H+ → Zn2+ + H2
Từ những vấn đề trên hãy nêu khái niệm ăn mòn điện hoá là gì?
d.Khái niệm:
- Là quá trình oxi hoá - khử, trong đó kim loại bị ăn mòn do tác dụng của dd chất điện li và tạo dòng electron chuyển từ cực âm sang cực dương.
e. Đặc điểm :
- Là quá trình oxi hoá khử xảy ra ngay trên bề mặt điện cực
- Có phát sinh dòng điện
Các em lưu ý
Ăn mòn hoá học
Ăn mòn điện hoá
Là quá trình oxi hoá khử, trong đó các electron của kim loại được chuyển trực tiếp đến các chất trong môi trường .
- Là quá trình oxi hoá - khử, trong đó kim loại bị ăn mòn do tác dụng của dd chất điện li và tạo dòng electron chuyển từ cực âm sang cực dương.
-Không sinh ra dòng điện
- Có sinh ra dòng điện
Một vật A khi nào ta khẳng định nó bị ăn mòn điện hoá?
e. Điều kiện xảy ra ăn mòn điện hoá.chú ý cả 3đk
-Các điện cực phải khác nhau
-Các điện cực phải tiếp xúc nhau.
-Các điện cực phải cùng tiếp xúc với dd chất điện li
Bài tập củng cố.
Câu 1.Trong ăn mòn điện hoá xảy ra :
A.Sự oxi hoá ở cực dương .
B.Sự khử ở cực âm
C.Sự oxi hoá ở cực dương và sự khử ở cực âm
D.Sự oxi hoá ở cực âm và sự khử ở cực dương.
D.Sự oxi hoá ở cực âm và sự khử ở cực dương.
Câu 2.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
C.1,3,4
Câu 3.Một sợi dây phơi quần áo bằng Cu bị đứt ta lấy một dây Al nối với dây Cu .Hỏi sau một thời gian có hiện tượng gì xảy ra ở chỗ nối hai kim loại?Giải thích vì sao?
Câu 4. Để bảo vệ một vật băng Fe người ta tráng một lớp thiếc bên ngoài (sắt tây).
a.Hãy giải thích việc làm trên?
b.Nếu vật đó bị sây sát sâu tới lớp Fe bên trong thì sẽ có hiện tượng gì xảy ra khi đặt vật trong không khí ẩm ?
Gắn những miếng nhôm vào những cột sắt của dầm cầu , những cột sắt này trở nên bền bỉ .
Hãy giải thích vì sao ?

Gắn các tấm kẽm vào phía ngoài vỏ tàu biển bằng thép (phần chìm trong nước biển).
Có 2 ống nghiệm đều chứa dung dịch H2SO4 loãng. Cho thêm vào mỗi ống nghiệm một viên Zn; sau đó nhỏ thêm vài giọt dung dịch CuSO4 vào một ống nghiệm
So sánh hiện tượng xảy ra ở hai ống nghiệm và giải thích.
đáp án:

ống 1: Zn + H2SO4
ống 2:Zn + H2SO4 + CuSO4


Hiện tượng:
ở cả hai ống,viên kẽm tan dần, và có khí H2 thoát ra
ở ống 2 khí H2 thoát ra mãnh liệt hơn.

Giải thích:
ở ống thứ 2 có sự tạo thành pin điện hoá Zn-Cu. Do Zn (cực âm) bị ăn mòn nhanh hơn.

kim điện kế quay, khí thoát ra trên bề mặt đồng, kẽm tan

Zn là cực âm Zn ? Zn2+ + 2e
e di chuyển qua đồng
Cu là cực dương 2H+ + 2e ? H2
Pttq Zn + H2SO4 ? ZnSO4 + H2

1.Ăn mòn hóa học:
nhúng thanh kẽm trong dung dịch H2SO4 loãng:

.
khí thoát ra trên bề mặt kẽm, kẽm tan.

Zn ? Zn2+ + 2e
2H+ + 2e ? H2
Zn + H2SO4 ? ZnSO4 + H2

Quá trình oxi hóa khử xảy ra trực tiếp giữa Zn và H+ nên không phát sinh dòng điện

Quá trình ăn mòn chậm
vì bọt khí H2 (và lớp điện tích kép Zn2+ ) bám ở bề mặt Zn làm cản trở sự tiếp xúc H+ và Zn
2.Ăn mòn điện hóa :.
nhúng thanh kẽm nối với thanh đồng qua một điện kế trong dung dịch H2SO4 loãng:

.
Quá trình oxi hóa khử xảy ra trên bề mặt điện cực, có sự di chuyển e từ kẽm qua đồng phát sinh dòng điện
Quá trình ăn mòn nhanh
vì H+ nhận e trên bề mặt Cu và không bị cản trở bởi lớp điện tích kép Zn2+ ở bề mặt Zn

.
Thí nghiệm
Hiện tượng
Nhận xét
Cơ chế
điều kiện
ĂN MÒN ĐIỆN HÓA
ĂN MÒN HÓA HỌC
Kim loại tiếp xúc với chất khí hơi nước ở nhiệt độ cao
Thí dụ quá trình phá hủy kim loại hoặc hợp kim bằng chất khí ( Cl2 ,O2...) hơi nước ở nhiệt độ cao
2Fe + 3Cl2 ? 2FeCl3
3Fe + 4H2O ? Fe3O4 + 4H2

bản chất
Không tạo nên dòng điện
A�n mòn chậm hơn.

Là quá trình oxi hóa khử
Đặc điểm
Điều kiện
ĂN MÒN ĐIỆN HÓA
ĂN MÒN HÓA HỌC
Kim loại tiếp xúc với chất khí hơi nước ở nhiệt độ cao
Thí dụ quá trình phá hủy kim loại hoặc hợp kim bằng chất khí ( Cl2 ,O2...) hơi nước ở nhiệt độ cao
2Fe + 3Cl2 ? 2FeCl3
3Fe + 4H2O ? Fe3O4 + 4H2

Bản
chất
kim loại có lẫn tạp chất tiếp xúc với dd chất điện ly hình thành pin điện
Các điện cực khác b?n chất gồm:
-hai kim loại khác nhau
(kim lo?i m?nh hon l� c?c �m)
-kim loại và phi kim (C)
-kim loại và hchc (Fe3C)
các điện cực nối với nhau trực tiếp hoặc gián tiếp qua dây dẫn
các điện cực cùng tiếp xúc với một dd chất điện ly
Không tạo nên dòng điện
A�n mòn chậm hơn.

tạo nên dòng điện.
Ăn mòn nhanh hơn
Là quá trình oxi hóa khử
Là quá trình oxi hóa khử
Đặc điểm
Định nghĩa
Là quá trình oxi hoá khử trong đó electron của kim loại được chuyển trực tiếp đến các chất oxi hoá trong môi trường
Là quá trình oxi qu� kh? trong dĩ kim lo?i b? an mịn do t�c d?ng c?a dd ch?t di?n ly v� t?o n�n dịng electron chuy?n d?i t? c?c �m d?n c?c duong
III. CƠ CHẾ SỰ TẠO GỈ SẮT TRONG KHÔNG KHÍ ẨM
III. CƠ CHẾ SỰ TẠO GỈ SẮT TRONG KHÔNG KHÍ ẨM
tạo thành các điện cực

Vật liệu bằng sắt thường có lẫn CACBON và một số KIM LOẠI KHÁC
Hơi nước trong không khí có hòa tan
- CO2( môi trường axít): CO2+ HOH ? H+ + HCO3-
-Oxi (môi trường trung hòa): H2O+ O2
Các điện cực cùng tiếp xúc với nhau trong khối tinh thể và cùng tiếp xúc dd chất điện ly => vật bị ăn mòn
tạo thành dung dịch chất điện ly

điện hóa
III. CƠ CHẾ SỰ TẠO GỈ SẮT TRONG KHÔNG KHÍ ẨM
III. CƠ CHẾ SỰ TẠO GỈ SẮT TRONG KHÔNG KHÍ ẨM
tạo thành các điện cực

Vật liệu bằng sắt thường có lẫn CACBON và một số KIM LOẠI KHÁC
Hơi nước trong không khí có hòa tan
- CO2( môi trường axít): CO2+ HOH ? H+ + HCO3-
-Oxi (môi trường trung hòa): H2O+ O2
Các điện cực cùng tiếp xúc với nhau trong khối tinh thể và cùng tiếp xúc dd chất điện ly => vật bị ăn mòn
Să�t là cực âm ( bị oxi hoá )
Các e di chuyển qua Cacbon cực dương, tại đó :
Trong môi trường axít
Trong môi trường trung hòa :
(1) + (2)
Trong không khí 4 Fe(OH)2 + O2+ 2 H2O ? 4 Fe(OH)3 2 Fe(OH)3 ? Fe2O3 + 3H2O
Tổng quát :
tạo thành dung dịch chất điện ly

điện hóa
Fe ? Fe2+ + 2e (1)

2H+ + 2e ? H2
2H2O + O2 + 4e ? 4OH- (2)
2Fe+ 2H2O+O2 ? 2Fe(OH)2
Fe + H2O + O2  Fe2O3 nH2O
2Fe + n H2O + ³/2O2  Fe2O3.nH2O
Fe2O3.H2O
Fe3O4.H2O
Fe3O4
IV. CHỐNG ĂN MÒN KIM LOẠI
1. B?o v? b? m?t Cách ly kim loại với môi trường:
Phủ ngoài bề mặt kim loại những chất bền với môi trường: Sơn, véc ni, mạ điện, tráng men. L?p b?o v? b? m?t ph?i b?n v?ng v?i mơi tru?ng v� cĩ c?u t?o d?c khít khơng cho khơng khí v� nu?c th?m qua.
(Ni, Cr, Mn, Cu)
Bồn rửa này làm bằng hợp kim inox
2. Bảo vệ điện hóa:
Nối kim loại cần bảo vệ với kim loại khác có tính khử mạnh hơn. Kim loại hoạt động mạnh bị ăn mòn, kim loại kia được bảo vệ

2. Bảo vệ điện hóa:
Nối kim loại cần bảo vệ với kim loại khác có tính khử mạnh hơn. Kim loại hoạt động mạnh bị ăn mòn, kim loại kia được bảo vệ
TD:
Găn các miếng kẽm vào vỏ
tàu thuyền chỗ tiếp xúc với nước
Cơ chế : Zn và Fe tạo thành pin điện,
xảy ra sự ăn mòn điện hóa
cực âm là kẽm Zn ? Zn2+ + 2e
Zn bị oxi hoá
e di chuyển qua Fe
cực dương là Fe 2H2O + O2 +4e ? 4OH-
Kẽm bị ăn mòn , sắt được bảo vệ
Gắn những miếng nhôm vào những cột sắt
của dầm cầu, những cột sắt này trở nên bền bỉ.
2. Bảo vệ điện hóa:
Mái nhà làm bằng tôn (sắt tráng kẽm) có thể sử dụng lâu dài nhờ hiện tượng điện hoá
Những lon đồ hộp này được tráng thiếc để tránh hiện tượng tác động hoá học của thực phẩm lên kim loại bên trong là sắt.
IV. CÁCH CHỐNG ĂN MÒN KIM LOẠI
2. Bảo vệ điện hóa:
Tạo những dòng điện một chiều vào đường ống bằng thép ngầm dưới đất để đường ống khỏi bị ăn mòn
So sánh ăn mòn điện hóa và ăn mòn hóa học về bản chất và đặc điểm.
2. Giải thích hiện tượng gỉ của vật liệu bằng sắt trong không khí ẩm.
Khi cho miếng Al vào dd HCl thấy khí thóat ra chậm hơn khi cho nhôm vào dd HCl có pha một ít HgCl2 . Giải thích nguyên nhân.
4.Tôn sắt tráng kẽm và tôn sắt tráng thiếc loại nào bền hơn, vì sao?