Sự ăn mòn kim loại trong hóa học

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ DẦU MỘT KHOA KHOA HỌC TỰ NHIÊN KỸ THUẬT PHẢN ỨNG HÓA HỌC Ths Ngô Thanh Liêm LỚP D13HPT01 NHÓM 10 CHỦ ĐỀ: SỰ ĂN MÒN KIM LOẠI NHÓM 10 LỚP D13HPT01 LÂM THỊ MỸ HỒNG PHẠM THỊ HÒA NHÓM 10 SỰ ĂN MÒN KIM LOẠI Hãy quan sát đồ dùng, thiết bị sau nhận xét trạng thái chúng ! LỚP D13HPT01 NHÓM 10 SỰ ĂN MÒN KIM LOẠI LỚP D13HPT01 NHÓM 10 SỰ ĂN MÒN KIM LOẠI • TẠI SAO KIM LOẠI BỊ ĂN MÒN ??? LỚP D13HPT01 NHÓM 10 NỘI DUNG LỚP D13HPT01 NHÓM 10 SỰ ĂN MÒN KIM LOẠI • Sự ăn mòn kim loại ??? Ăn mòn kim loại phá huỷ kim loại hợp kim tác dụng chất môi trường xung quanh • Cơ chế ăn mòn kim loại: Kim loại bị oxi hoá thành ion dương trình hoá học điện hoá M  Mn+ + ne LỚP D13HPT01 NHÓM 10 SỰ ĂN MÒN KIM LOẠI  Việc phân loại thông thường ăn mòn theo môi trường mà kim loại tiếp xúc phản ứng thực tế xảy LỚP D13HPT01 NHÓM 10 SỰ ĂN MÒN KIM LOẠI Phân loại ăn mòn kim loại: • Ăn mòn hóa học: phá hủy kim loại kim loại pư hóa học với chất khí nước nhiệt độ cao • Ví dụ: (1) 2Fe + 3Cl2 2FeCl3 (2) 3Fe + 4H2O Fe3O4 + 4H2 (3) 3Fe + Fe3O4 2O2 (chất khử) (chất oxi hóa) LỚP D13HPT01 NHÓM 10 SỰ ĂN MÒN KIM LOẠI  Bản chất ăn mòn hoá học: trình oxi khử, e kim loại chuyển trực tiếp đến chất môi trường LỚP D13HPT01 NHÓM 10 10 SỰ ĂN MÒN KIM LOẠI Ăn mòn điện hóa loại ăn mòn kim loại phổ biến nghiêm trọng • Các điều kiện ăn mòn điện hóa:  Các điện cực phải khác chất Trong kim loại có tính khử mạnh cực âm   Các điện cực phải tiếp xúc với Các điện cực tiếp xúc với dung dịch chất điện ly LỚP D13HPT01 NHÓM 10 12 SỰ ĂN MÒN KIM LOẠI •  Cơ chế ăn mòn điện hóa: gồm trình : Quá trình Anot: trình oxi hóa điện hóa, kim loại chuyển vào dung dịch dạng cation Mez+ giải phóng điện từ: kim loại bị ăn mòn Me  Men+ + n.e LỚP D13HPT01 NHÓM 10 13 SỰ ĂN MÒN KIM LOẠI  Quá trình Catot: trình khử điện hóa, chất oxi hóa nhận điện tử kim loại bị ăn mòn nhường cho điện tử Ox + z.e -> Red Red: dạng khử liên hợp Ox ( tức Ox.ze)  Quá trình dẫn điện: điện tử kim loại bị ăn mòn giải phóng từ anot đến catot, ion di chuyển dung dịch LỚP D13HPT01 NHÓM 10 14 SỰ ĂN MÒN KIM LOẠI Như vậy, trình ăn mòn kim loại xảy đồng thời với xuất dòng điện    hai cực khác kim loại LỚP D13HPT01 Vùng kim loại bị hòa tan đóng vai trò cực dương (+) anot Vùng đóng vai trò cực âm (-) catot Ví dụ: Sự ăn mòn Zn dung dịch H2SO4 NHÓM 10 15 SỰ ĂN MÒN KIM LOẠI Zn Cu dd H2SO Khi chưa nối dây dẫn, Zn bị hoà tan chậm bọt khí H2 thoát bề mặt Zn LỚP D13HPT01 Khi nối dây dẫn: + Zn bị ăn mòn nhanh + kim điện kế bị lệch + bọt khí thoát Cu NHÓM 10 16 SỰ ĂN MÒN KIM LOẠI Zn Cu 2+ Zn dd H2SO4 + H Zn bị ăn mòn hoá học: + 2+ Zn + 2H  Zn + H2 Hình thành pin điện hoá •Cực âm: Zn: Zn  Zn2+ + 2e •Cực dương: Cu: 2H+ + 2e  H2 Phản ứng chung: Zn + 2H +  Zn 2+ + H2  Kết quả: Lá Zn bị ăn mòn nhanh đồng thời với tạo thành dòng điện LỚP D13HPT01 NHÓM 10 17 SỰ ĂN MÒN KIM LOẠI LỚP D13HPT01 NHÓM 10 18 SỰ ĂN MÒN KIM LOẠI • Bản chất kim loại: Tính chống gỉ kim loại liên quan đến hàm lượng tạp chất độ bóng Tạp chất kim loại nhiều tính chống gỉ Độ bóng kim loại cao, tính chống gỉ tốt LỚP D13HPT01 NHÓM 10 19 SỰ ĂN MÒN KIM LOẠI • Nhiệt độ: Nhiệt độ ảnh hưởng lớn tới ăn mòn Nhiệt độ cao, hoạt độ hóa học kim loại dung dịch tăng, làm tăng ăn mòn LỚP D13HPT01 NHÓM 10 20 SỰ ĂN MÒN KIM LOẠI • Môi trường xung quanh Tính chống gỉ nguyên liệu có quan hệ trực tiếp tới môi trường ăn mòn Trong môi trường khác nhau, tính ổn định kim loại khác LỚP D13HPT01 NHÓM 10 21 SỰ ĂN MÒN KIM LOẠI Tốc độ ăn mòn kim loại: đo đại lượng sau: • • Tổn thất trọng lượng trọng lượng kim loại bị ăn mòn đơn vị bề mặt đơn vị thời gian: P = (m1 - m2)/S.t Trong đó, m1, m2 trọng lượng mẫu kim loại trước sau bị ăn mòn (mg) S: diện tích bề mặt kim loại (dm2) t : thời gian (s) LỚP D13HPT01 NHÓM 10 22 SỰ ĂN MÒN KIM LOẠI • Độ thâm nhập P : tính chiều sâu trung bình kim loại bị ăn mòn năm P = 8.67G/p • Trong đó, G: lượng vật liệu bị ăn mòn ( g/m h) p khối lượng riêng kim loại (kg/m ) LỚP D13HPT01 NHÓM 10 23 SỰ ĂN MÒN KIM LOẠI LỚP D13HPT01 NHÓM 10 24 TÀI LIỆU THAM KHẢO • • Apply chemistry- chapter 10http://luanvan.net.vn/luan-van/luan-van-bao-ve-kim-loai-chong-an-mon-64253/ LỚP D13HPT01 NHÓM 10 25 LỚP D13HPT01 NHÓM 10 26 [...]...SỰ ĂN MÒN KIM LOẠI 2 Phân loại sự ăn mòn kim loại: • • Ăn mòn điện hóa: là sự phá hủy kim loại do hợp kim tiếp xúc với dung dịch chất điện ly tạo nên dòng điện Ví dụ: Phần vỏ tàu biển chìm trong nước LỚP D13HPT01 NHÓM 10 11 SỰ ĂN MÒN KIM LOẠI Ăn mòn điện hóa là loại ăn mòn kim loại phổ biến và nghiêm trọng nhất • Các điều kiện ăn mòn điện hóa:  Các điện cực phải khác chất nhau Trong đó kim loại. .. rất lớn tới sự ăn mòn Nhiệt độ càng cao, hoạt độ hóa học của kim loại và dung dịch tăng, do đó làm tăng sự ăn mòn LỚP D13HPT01 NHÓM 10 20 SỰ ĂN MÒN KIM LOẠI • Môi trường xung quanh Tính chống gỉ của nguyên liệu có quan hệ trực tiếp tới môi trường ăn mòn Trong những môi trường khác nhau, tính ổn định của kim loại cũng khác nhau LỚP D13HPT01 NHÓM 10 21 SỰ ĂN MÒN KIM LOẠI 4 Tốc độ ăn mòn kim loại: có thể... NHÓM 10 12 SỰ ĂN MÒN KIM LOẠI •  Cơ chế ăn mòn điện hóa: gồm 3 quá trình cơ bản : Quá trình Anot: là quá trình oxi hóa điện hóa, trong đó kim loại chuyển vào dung dịch dưới dạng cation Mez+ và giải phóng điện từ: kim loại bị ăn mòn Me  Men+ + n.e LỚP D13HPT01 NHÓM 10 13 SỰ ĂN MÒN KIM LOẠI  Quá trình Catot: là quá trình khử điện hóa, trong đó chất oxi hóa nhận điện tử do kim loại bị ăn mòn nhường... Lá Zn bị ăn mòn nhanh đồng thời với sự tạo thành dòng điện LỚP D13HPT01 NHÓM 10 17 SỰ ĂN MÒN KIM LOẠI LỚP D13HPT01 NHÓM 10 18 SỰ ĂN MÒN KIM LOẠI • Bản chất kim loại: Tính chống gỉ của kim loại còn liên quan đến hàm lượng tạp chất và độ bóng của nó Tạp chất của kim loại càng nhiều tính chống gỉ càng kém Độ bóng kim loại càng cao, tính chống gỉ càng tốt LỚP D13HPT01 NHÓM 10 19 SỰ ĂN MÒN KIM LOẠI • Nhiệt... lượng kim loại bị ăn mòn trên đơn vị bề mặt trong 1 đơn vị thời gian: P = (m1 - m2)/S.t Trong đó, m1, m2 là trọng lượng mẫu kim loại trước và sau khi bị ăn mòn (mg) S: diện tích bề mặt kim loại (dm2) t : thời gian (s) LỚP D13HPT01 NHÓM 10 22 SỰ ĂN MÒN KIM LOẠI • Độ thâm nhập P : tính bằng chiều sâu trung bình kim loại bị ăn mòn trong một năm P = 8.67G/p • Trong đó, 2 G: lượng vật liệu bị ăn mòn ( g/m... do các kim loại bị ăn mòn giải phóng sẽ từ anot đến catot, còn các ion di chuyển trong dung dịch LỚP D13HPT01 NHÓM 10 14 SỰ ĂN MÒN KIM LOẠI Như vậy, quá trình ăn mòn kim loại xảy ra đồng thời với sự xuất hiện dòng điện    giữa hai cực khác nhau của kim loại LỚP D13HPT01 Vùng kim loại bị hòa tan đóng vai trò cực dương (+) anot Vùng kia đóng vai trò cực âm (-) catot Ví dụ: Sự ăn mòn của Zn trong dung... dụ: Sự ăn mòn của Zn trong dung dịch H2SO4 NHÓM 10 15 SỰ ĂN MÒN KIM LOẠI Zn Cu dd H2SO 4 Khi chưa nối dây dẫn, lá Zn bị hoà tan chậm và bọt khí H2 thoát ra trên bề mặt lá Zn LỚP D13HPT01 Khi nối dây dẫn: + lá Zn bị ăn mòn nhanh + kim điện kế bị lệch + bọt khí thoát ra ở cả lá Cu NHÓM 10 16 SỰ ĂN MÒN KIM LOẠI Zn Cu 2+ Zn dd H2SO4 + H Zn bị ăn mòn hoá học: + 2+ Zn + 2H  Zn + H2 Hình thành pin điện hoá... bị ăn mòn trong một năm P = 8.67G/p • Trong đó, 2 G: lượng vật liệu bị ăn mòn ( g/m h) 3 p khối lượng riêng của kim loại (kg/m ) LỚP D13HPT01 NHÓM 10 23 SỰ ĂN MÒN KIM LOẠI LỚP D13HPT01 NHÓM 10 24 TÀI LIỆU THAM KHẢO • • Apply chemistry- chapter 10http://luanvan.net.vn/luan-van/luan-van-bao-ve -kim- loai-chong-an-mon-64253/ LỚP D13HPT01 NHÓM 10 25 LỚP D13HPT01 NHÓM 10 26