Đang tải... (xem toàn văn)
TƯỜNG TRÌNH THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH HÓA LÍ 2 Họ tên sinh viên Nguyễn Thu Ánh MSSV 4501106003 Ngày 312021 Mã lớp CHEM142007 Bài 7 KHẢO SÁT SỰ ĂN MÒN KIM LOẠI BẰNG PHƯƠNG PHÁP KHỐI LƯỢNG VÀ THỂ TÍCH I MỤ.PHƯƠNG PHÁP KHỐI LƯỢNG
TƯỜNG TRÌNH THÍ NGHIỆM THỰC HÀNH HĨA LÍ Họ tên sinh viên: Nguyễn Thu Ánh MSSV: 4501106003 Ngày: 3/1/2021 Mã lớp: CHEM142007 Bài 7: KHẢO SÁT SỰ ĂN MÒN KIM LOẠI BẰNG PHƯƠNG PHÁP KHỐI LƯỢNG VÀ THỂ TÍCH I MỤC ĐÍCH Nghiên cứu ăn mịn điện hố mơi trường trung tính đo tốc độ ăn mịn kim loại mơi trường acid dựa vào giảm khối lượng mẫu II CÁCH TIẾN HÀNH Thí nghiệm Đổ dung dịch NaCl 3% vào ống chữ U Chà dây kẽm dây đồng giấy ráp Chà thật kĩ để quan sát tượng rõ Sau nhúng dây kẽm vào đầu ống, đầu nhúng dây đồng Nhỏ vào đồng ống – giọt phenolphtalein Quan sát màu 30 phút Thí nghiệm Đổ dung dịch NaCl 3% vào chén sứ, thêm 4-5 giọt phenolphtalein Dùng giấy nhám đánh dây đồng đinh sắt lấy dây đồng quấn quanh đinh sắt Nhúng dây đồng quấn đinh sắt vào chén sứ quan sát màu đỏ hồng bề mặt dây đồng sau 2-3 phút Thí nghiệm Làm mẫu kim loại giấy ráp; tẩy dầu mỡ tẩm aceton ethanol; rửa lại với nước lau giấy thấm Sau làm khơ khơng khí, đem cân mẫu cân phân tích Đặt mẫu vào bình cầu 250 ml Đổ dung dịch H2SO4 10% vào bình cẩn thận hút dung dịch lên buret tới vạch Đóng khóa buret Ghi lại thời gian bắt đầu thí nghiệm Cứ sau phút ghi lại thể tích khí hidro (đọc buret) Thể tích khí lấy xác đến 0,05 ml Thời gian thí nghiệm kể từ lúc bắt đầu tính Sau mẫu lấy ra, rửa lại nước thấm khô Cân lại khối lượng mẫu III KẾT QUẢ THÍ NGIỆM Thí nghiệm 1: Hiện tượng: - Cực Cu: Sau khoảng phút, bên cực đồng xuất màu hồng đậm mặt thoáng dung dịch - Cực Zn: Gần cực Kẽm xuất màu hồng nhạt nhiều so với cực đồng, thời gian xuất chậm Giải thích: - Đã có hình thành pin điện hố Với cực âm dây Kẽm cực dương dây Đồng - Quá trình điện hoá xảy cực: Cathode (+): O2 + H2O + 2e- → 2OH2 Anode (-): Zn → Zn2+ +2e- - Sự hình thành OH- làm dung dịch bên cực đồng có tính base, từ ta thấy xuất màu hồng có có mặt phenolphtalein - Ở cực kẽm xuất màu hồng nhạt trình chà ráp chưa chà lớp ZnO bề mặt dây kẽm, từ cực kẽm sinh q trình điện hoá phụ: ZnO + H2O + 2e- → Zn + 2OH- Như vậy, có mặt ZnO dẫn đến hình thành ion OH- làm cho dung dịch xuất màu hồng nhạt Thí nghiệm • Hiện tượng: Sau phút, xung quanh bề mặt dây Đồng quấn quanh đinh Sắt xuất màu hồng đậm • Giải thích: Đã xảy q trình ăn mịn điện hóa, q trình oxy hóa khử xảy bề mặt điện cực Anode (+): Fe → Fe2+ + 2eCathode (-): 0,5 O2 + H2O + 2e- → 2OHĐiện cực Cu (dây Đồng) điện cực Fe (đinh Sắt) tiếp xúc trực tiếp với (dây Đồng quấn quanh đinh Sắt) nhúng chung vào dung dịch NaCl Thí nghiệm m Cu (ban đầu) (g) 25,9940 m Cu (sau ngâm) (g) 25,9928 Δm = m Cu (ban đầu) - m Cu (sau ngâm) = 25,9940- 25,9928= 0,0012 g Diện tích bề mặt miếng kim loại ( bỏ qua bề dày miếng kim loại): S = Sđáy = 2.(4,0 7,5) = 60 cm2 mat = 0,0012/(60.1) = 2.10-5 IV TRẢ LỜI CÂU HỎI Tại kim loại nhiễm tạp chất bị ăn mòn nhanh kim loại tinh khiết? Kim loại nhiễm nhiều tạp chất kim loại khác bị ăn mòn nhanh Kim loại nhiễm tạp chất tạo thành cặp vi pin có anode kim loại có điện âm hơn, bị hòa tan phân hủy, ăn mòn cặp vi pin Cịn kim loại tinh khiết khơng thể tạo vi pin tồn kim loại tinh thể Phân biệt ăn mịn hóa học ăn mịn điện hóa? Phân loại Ăn mịn hóa học Ăn mịn điện hóa - Các điện cực phải khác nhau, cặp hai kim loại khác cặp kim loại - phi - Ăn mòn hóa học thường xảy chi kim cặp kim loại tiết kim loại hợp chất hóa học Trong máy móc kim loại điện thiết bị thường xuyên cực chuẩn nhỏ Điều kiện xảy ăn mòn phải tiếp xúc với hóa cực âm chất, khí oxi, nước - Các điện cực phải tiếp nhiệt độ cao Nhiệt độ xúc trực tiếp gián cao, kim loại ăn tiếp với qua dây mòn nhanh dẫn - - Các điện cực phải tiếp xúc với dung dịch chất điện li - Là trình oxi hóa - Là ăn mịn kim loại khử, tác dụng dung electron kim loại Bản chất ăn mòn chuyển trực tiếp dịch chất điện li tạo đến chất mơi nên dịng điện Ăn mịn trường, ăn mịn xảy điện hóa xảy nhanh ăn mịn hóa học chậm Tốc độ ăn mịn phụ thuộc vào yếu tố nào? - Tính bền nhiệt động kim loại: Điện điện cực tiêu chuẩn đánh giá gần tính bền nhiệt động kimloại - Vị trí kim loại bảng tuần hồn: Khơng phản ánh rõ nét tính bền chung kim loại khả chống ăn mịn kim loại cịn phụ thuộc vào tính chất bên bên ngồi Nó phản ánh số tính chất có tính quy luật - Ảnh hưởng độ pH: a Ảnh hưởng trực tiếp: Đó ảnh hưởng phản ứng khử phân cực hydrogen oxygen Khi thay đổi pH giá trị đơn vị điện thay đổi 0,059 V b Ảnh hưởng gián tiếp: Thay đổi pH hịa tan sản phẩm ăn mòn hay tạothành màng bảo vệ bề mặt điện cực - Ảnh hưởng thành phần nồng độ dung dịch muối: Tốc độ ăn mịn điện hóa phụ thuộc vào chất dung dịch muối hịa tan vànồng độ dung dịch Tốc độ ăn mòn phụ thuộc vào chất, nồng độ cation anion muốihòa tan Nếu anion muối có khả hấp phụ bề mặt kim loại làm thay đổicơ cấu lớp điện tích kép, làm giảm điện điện cực kim loại làm cho tốc độ ăn mòngiảm Nhưng anion có hoạt tính lớn phá vỡ màng thụ động nên tốc độ ăn mòn tăng - Ảnh hưởng nồng độ oxy: Ăn mòn kim loại đa số trường hợp khử phân cực oxy, cho nêntốc độ ăn mòn phụ thuộc vào tốc độ hòa tan oxy - Ảnh hưởng nhiệt độ: Nhiệt độ ảnh hưởng lớn đến tốc độ ăn mòn Trong dung dịch điện ly, tốc độ ăn mòntăng tăng nhiệt độ - Ảnh hưởng tốc độ chuyển động dung dịch: Nếu chất lỏng không chứa anion hoạt động: I-, Br-, Cl-, F-,… ban đầu, tăng tốc độ chuyển động chất lỏng tốc độ ăn mịn tăng, sau giảm Nếu tăng mạnh tốc độ chuyển động dịng chất lỏng tốc độ ăn mòn tăng Nếu chất điện giải có chứa anion hoạt động khơng thể tạo màng thụ động Do đó, tốc độ ăn mịn tiếp tục tăng - Ảnh hưởng dòng điện trở:Rất nhiều thiết bị đường ống làm việc ngầm đất bị ăn mòn tác động củadòng điện rò (chủ yếu dịng chiều, dịng xoay chiều khơng ảnh hưởng) - Ảnh hưởng yếu tố khác: Do vài khâu chi tiết không quy cách, gây nên ăn mòn Nguy hiểm chỗ nối, chỗ hàn, mối hàn ... 25,9928= 0,0012 g Diện tích bề mặt miếng kim loại ( bỏ qua bề dày miếng kim loại): S = Sđáy = 2.(4,0 7, 5) = 60 cm2 mat = 0,0012/(60.1) = 2.10-5 IV TRẢ LỜI CÂU HỎI Tại kim loại nhiễm tạp chất bị ăn