KOROZJA ELEKTROCHEMICZNA.pdf

(264 KB) Pobierz
KOROZJA ELEKTROCHEMICZNA i OCHRONA PRZED KOROZJĄ
KOROZJA ELEKTROCHEMICZNA i OCHRONA PRZED KOROZJĄ.
Ćwiczenie 1. - korozja z depolaryzacją wodorową
Sprzęt: - blaszki Zn
- biureta
- pompka gumowa
- zlewki
- waga analityczna
Odczynniki: - 1M H 2 SO 4
- alkohol etylowy
Celem ćwiczenia jest wyznaczenie szybkości korozji cynku w kwasie siarkowym (VI).
Opis ćwiczenia .
Jak wynika z reakcji elektrodowych ilość rozpuszczonego cynku jest proporcjonalna do ilości
wodoru wydzielonego w reakcji przy założeniu, że obie reakcje są jedynymi procesami
elektrodowymi. Można zatem określić szybkość korozji cynku bezpośrednio z ubytku masy próbek i
pośrednio z ilości wydzielonego wodoru korzystając ze wzoru.
Zn + H 2 SO 4 = Zn SO 4 + H 2
W tym celu oczyszczoną papierem ściernym blaszkę Zn przemywa się wodą, alkoholem,
suszy suszarką, waży na wadze analitycznej (wyznaczenie masy m O - masy początkowej) oraz mierzy
jej powierzchnię, S (suwmiarka). Następnie próbkę umieszcza się w układzie pomiarowym (Rysunek).
Kran
25 cm 3 pompka
Biureta
15 cm 3
5 cm 3
Próbka
Po nalaniu kwasu do zlewki, roztwór zasysa się gumową pompką do biurety i zamyka kran.
Od tego momentu należy notować obniżenie poziomu roztworu w biurecie co 3 minut przez ok. 15-30
min. Po pomiarze próbkę wyjmuje się z roztworu, przemywa strumieniem wody, usuwa się z
powierzchni próbki starannie produkty korozji, przemywa alkoholem, suszy, i waży na wadze
analitycznej (wyznaczenie masy końcowej – m K – uwaga m K < m O ). Wyniki pomiarów zanotować w
tablicy wg wzoru:
Tabl. 1. Wyznaczanie szybkości korozji z pomiaru ubytku masy próbek.
Czas t
[min]
m O
[g]
m K
[g]
∆m
[g]
pow. S
[mm 2 ]
V c
[g/m 2 doba]
V p
[mm/rok]
Zn
11273486.002.png
Tab. 2. Kinetyka szybkości korozji
czas
[min]
odczyt z biurety
[cm 3 ]
Objętość wodoru
[cm 3 ]
ilość moli H 2
masa Zn
[g]
0
25
25
0
Opracowanie wyników .
1. Narysować wykres kinetyki korozji jako zależność objętości wydzielonego wodoru od czasu.
2. Obliczyć szybkość korozji cynku oraz podać wskaźniki szybkości korozji V c i V p przyjmując
gęstość cynku d = 7,14 g/cm 3 korzystając ze wzorów:
V c
=
∆
m
,
[
g
/
m
2
*
doba
]
,
V
p =
V c
*
365
,
[
mm
/
rok
]
s
*
t
1000
*
d
3. Porównać szybkości korozji wyznaczone:
a) metodą grawimetryczną i
b) obliczoną na podstawie objętości gazowego wodoru wydzielonego w czasie reakcji.
Uwaga :
Zmierzoną w doświadczeniu objętość wodoru należy traktować orientacyjnie. W dokładniejszych
pomiarach powinno się uwzględnić ciśnienie gazu oraz prężność pary wodnej nad roztworem w
biurecie.
Ćwiczenie 2. - korozja z depolaryzacją tlenową
Sprzęt: - blaszki Fe
- zlewki
- waga analityczna
Odczynniki: - 1M NaCl
- 1M NaCl + 0.1m. H 2 O 2
- alkohol etylowy
Uwaga:
Roztwór 1M NaCl + 0.1m. H 2 O 2 przygotować przed pomiarem odmierzając 1 cm 3 10% wody
utlenionej do kolby o objętości 100 cm 3 i uzupełnić roztworem 1M NaCl.
Celem ćwiczenia jest określenie wpływu koncentracji tlenu w roztworze na szybkość korozji żelaza.
Woda utleniona rozkłada się wg. reakcji: H 2 O 2 = H 2 O + O*
O* jest tlenem atomowym (in statu nascendi) o znacznie wyższej aktywności niż tlen cząsteczkowy
O 2 . Tak więc ćwiczenie wykonuje się przy koncentracji tlenu w NaCl równej rozpuszczalności tlenu
atmosferycznego oraz dodatkowo przy obecności O* pochodzącego z rozkładu H 2 O 2 .
Opis ćwiczenia .
Oczyszczone i zważone na wadze próbki żelaza ( m O-NaCl i m O-NaCl+O* ) umieścić jedną w
roztworze NaCl, a drugą w roztworze NaCl z H 2 O 2 . Po upływie około 30 min. próbki wyjąć z
roztworów i ocenić optycznie stopień skorodowania każdej próbki. Następnie oczyszczone z
produktów korozji i przemyte alkoholem blaszki wysuszyć i zważyć na wadze analitycznej ( m K-NaCl i
m K-NaCl+O* ). Na podstawie otrzymanych wyników obliczyć wskaźnik korozji Vc i Vp przyjmując
gęstość żelaza = 7.89 g/cm3. Wyniki przedstawić w tabeli analogicznej do tabeli 1.
11273486.003.png 11273486.004.png
Ćwiczenie 3. - korozja kontaktowa
Sprzęt: - elektrody Fe, Cu, Zn
- elektroda kalomelowa
- miernik potencjału
- klucz elektrolityczny
- układy pomiarowe wg schematu jak na poniższym rysunku
Odczynniki: - 0.1M H 2 SO 4
- alkohol etylowy
a
b
c
1 - elektroda Fe; 2-elektroda Cu (lub Zn); 3 - klucz elektrolityczny;
4 - elektroda kalomelowa; 5 - miernik potencjału; 6 - elektrolit
schemat a- pomiar potencjału elektrody Cu (lub Zn),
schemat b- pomiar potencjału elektrody Fe,
schemat c- pomiar potencjału ogniwo krótko zwartego Fe-Cu (lub Fe-Zn)
Opis ćwiczenia .
Oczyścić elektrody papierem ściernym, przemyć wodą i alkoholem etylowym. Kolejno
zmierzyć wartości następujących potencjałów:
potencjału elektrody Cu (schemat a)
potencjału elektrody Zn (schemat a)
potencjału elektrody Fe (schemat b)
potencjału ogniwa krótko zwartego Fe-Cu
potencjału ogniwa krótko zwartego Fe-Zn
Wyniki pomiaru przedstawić w formie wykresu E = f ( R), przyjmując dwie wartości rezystancji
ogniwa: R = ∝ dla ogniwa otwartego i R = 0 dla ogniwa krótko zwartego, wzorując się na poniższym
schemacie.
ω
E Cu
E Fe-Cu
E Fe
R = ∝ R = 0
11273486.005.png
Ćwiczenie 4. Pomiar SEM stężeniowego ogniwa korozyjnego
Sprzęt: - 2 elektrody stalowe
- 2 zlewki
- miernik potencjału
- klucz elektrolityczny
- przewody elektryczne
- rurka doprowadzająca powietrze
- papier ścierny
Odczynniki: - 1M NaCl
- alkohol etylowy
Opis ćwiczenia .
Elektrody oczyścić papierem ściernym, przemyć wodą, a następnie alkoholem. Zbudować
ogniwo wg poniżej umieszczonego schematu i zmierzyć SEM ogniwa. Następnie włączyć pompkę
doprowadzającą powietrze do jednej z elektrod i po kilku minutach ponownie odczytać SEM ogniwa.
V
2
Powietrze 1 1
NaCl NaCl
Schemat ogniwa korozyjnego
1- elektrody stalowe; 2- klucz elektrolityczny, v- miernik potencjału
W opracowaniu wyników należy:
1) określić wpływ doprowadzanego powietrza (tlenu) na SEM ogniwa
2) określić, która elektroda jest katodą, a która anodą ogniwa korozyjnego
3) podać różnice w wyglądzie blaszek stalowych: katody i anody.
.
11273486.001.png
Ochrona przed korozją
Ćwiczenie 1. - Ochrona protektorowa
Sprzęt: - blaszki: żelazna, cynkowa, miedziana
- papier ścierny
Odczynniki: - 0.1 M H 2 SO 4
- roztwór K 3 [Fe(CN) 6 ]
Celem ćwiczenia jest ilustracja zmiany szybkości korozji żelaza w kontakcie z miedzią oraz
cynkiem w roztworze kwasu siarkowego(VI). Jako wskaźnik stężenia jonów żelaza tworzących się
wskutek korozji służy roztwór sześciocyjanożelazianu (III) potasu (żelazicyjanek potasowy).
Odczynnik ten w reakcji z jonami Fe +2 tworzy Fe 3 [Fe(CN) 6 ] o zabarwieniu błękitnym.
Opis ćwiczenia .
Blaszki oczyścić papierem ściernym i przemyć alkoholem. Do trzech probówek nalać po 2 - 4
cm 3 roztworu kwasu siarkowego (VI) z dodatkiem 2 - 3 kropli K 3 [Fe(CN) 6 ]. W trzech probówkach
umieścić kolejno:
a) blaszkę żelazną
b) blaszkę żelazną zwartą z miedzią
c) blaszkę żelazną zwartą z cynkiem
Po powstaniu niebieskiego zabarwienia wyjąć metale z próbówek i porównać intensywność
barwy roztworów. W którym przypadku szybkość korozji żelaza jest największa? W toku
doświadczenia można także obserwować wydzielanie się gazu (wodoru) - na którym metalu zachodzi
reakcja wydzielania wodoru i z jaką szybkością? Który metal jest protektorem w przypadku
eksperymentu b) lub c)?
Ćwiczenie 2. – miedziowanie bezprądowe (chemiczne)
Sprzęt: - blaszki stalowe - 3 szt.
- zlewki
- papier ścierny
- suszarka
Odczynniki: - roztwór do miedziowania o składzie: CuSO 4 .5H 2 O - 150g/dm 3 ,
- kwas cytrynowy - 10g/dm 3 , H 2 SO 4 - 20g/dm 3 .
- roztwór do trawienia - 18% HCl
- stężony HNO 3
- alkohol etylowy
Opis ćwiczenia .
Wziąć 3 blaszki stalowe: jedną z nich oczyścić papierem ściernym do uzyskania gładkiej
powierzchni z metalicznym połyskiem. Pozostałe dwie blaszki wytrawić w stężonym HNO 3 . Jedną
blaszkę trawioną uprzednio w HNO 3 aktywować w roztworze kwasu chlorowodorowego do momentu
wydzielenia banieczek wodoru.
- alkohol etylowy

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika:

Zgłoś jeśli naruszono regulamin