3

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Ухтинский государственный технический университет

МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ

Методические указания для проведения лабораторных работ для студентов специальности 270112 Водоснабжение и водоотведение

дневной и безотрывной формы обучения

Ухта, 2010 г.

Ланина Т.Д., Комиссарова Е.С.

Материаловедение [Текст]: методические указания / Т. Д. Ланина, Е.С. Комиссарова. – Ухта: УГТУ, 2010. – 28 с.

Методические указания содержат теоретические положения о коррозионных процессах, типах коррозии, методах антикоррозионной защиты, методики для проведения лабораторных работ по дисциплине «Материаловедение» для студентов дневной и безотрывной форм обучения.

Содержание указаний соответствует ГОС и рабочей учебной программе по дисциплине «Материаловедение».

Рекомендовано к изданию Редакционно-издательским советом Ухтинского государственного технического университета

© Ухтинский государственный технический университет, 2010

Содержание

Лабораторная работа № 1. рН-метрия…………………………….……………4

Лабораторная работа № 2. Коррозия металлов…………………………….....7

Лабораторная работа № 3. Влияние ионов хлора на коррозию металлов…..…12

Лабораторная работа № 4. Катодная и анодная защита металлов……………..16

Лабораторная работа № 5. Определение содержания различных форм углекислоты в воде………………………………………………………………….19

Лабораторная работа № 6. Оксидирование и пассивация железа……………..24

Библиографический список

1. Хомченко Г.П. Химия (для подготовительных отделений): Учебник. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. шк., 1989. – 368 с., ил.

2. Лурье Ю.Ю. Унифицированные методы анализа вод. М., «Химия», 1973.

3. Таубе П.Р., Баранова А.Г. Практикум по химии воды. М., «Высшая школа», 1977.

4. Кульский Л.А., Левченко Т.М., Петрова М.В. Химия и микробиология воды. Практикум. «Вища школа», Киев, 1976.

Лабораторная работа № 1

рН-метрия

Вода является слабым электролитом, который слабо диссоциирует по уравнению:

Н₂О↔Н⁺ + ОН^-

При 25°С в 1 литре воды распадается на ионы 10^-7 моль Н₂О. Концентрация ионов Н⁺ и ОН^- (в моль/л) будет равна

[Н⁺] = [ОН^-] = 10^-7

Растворы, в которых концентрации ионов водорода и гидроксил-ионов одинаковы, называются нейтральными растворами. При добавлении в чистую воду кислоты концентрация ионов Н⁺ увеличивается, т.е. [Н⁺] >10^-7 моль/л; концентрация ионов [ОН^-] уменьшается, т.е. [ОН^-]<10^-7 моль/л. При добавлении щелочи - концентрация ионов ОН^- увеличивается: [ОН^-]>10^-7, следовательно, [Н⁺] <10^-7 моль/л.

На практике для выражения кислотности или щелочности раствора вместо концентрации [Н⁺] или [ОН^-] используют ее отрицательный десятичный логарифм, который называют водородным показателем рН:

рН = - lg[H⁺]

Понятие рН удобно применять для характеристики реакции растворов:

нейтральная рН=7

кислая рН< 7

щелочная рН >7

Наглядно шкалу рН можно выразить схемой:

[H+]г-ион/л	100	10-1	10-2	10-3	10-4	10-5	10-6	10-7	10-8	10-9	10-10	10-11	10-12	10-13	10-14
←Увеличение кислотности ↓ Увеличение щелочности→
рН	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14
Реакция раствора	Сильнокислая				Слабокислая			Нейтральная	Слабощелочная			Сильнощелочная

Из этой схемы: с уменьшением кислотности рН возрастает, и наоборот.

Для определения рН раствора применяют реактивы, которые меняют свою окраску в зависимости от концентрации ионов водорода. Такие реактивы получили название индикаторы. Так, например, лакмус при рН 5 имеет красную окраску, при рН 8 – синюю. В интервале рН от 5 до 8 происходит медленное изменение окраски лакмуса от красной к синей. Этот промежуток между двумя значениями рН называется областью перехода, или интервалом индикатора. Он определяется для каждого индикатора.

Можно определять рН, пользуясь последовательно несколькими индикаторами, меняющими свою окраску при различных значениях рН. В пробирку с 1-2 мл исследуемой жидкости добавляют индикатор, с помощью которого можно определить щелочная это или кислотная среда. Далее к новой порции исследуемой жидкости прибавляем другой индикатор, подтверждающий, что определения были сделаны правильно, и с помощью нескольких индикаторов определяем более точно рН среды.

Наиболее точно рН раствора можно определить при помощи специальных приборов – рН-метров.

Индикатор	рН	Окраска
Тимоловый синий	1,2	красная
	2,8	желтая
	4,0	желтая
	8,0	желтая
	9,8	синяя
Бром феноловый	3,0	желтая
	4,6	синяя
Метиловый оранжевый	3,0	красная
	4,4	желто-оранжевая
Ализариновый красный	4,0	желтая
	5,8	фиолетовая
Ксиленовый оранжевый	5,4	желтая
	7,4	красно-фиолетовая
Метиловый красный	3,0	красная
	6,2	желто-оранжевая
Лакмус	5,0	красная
	8,0	синяя
Крезоловый красный	0,2	красная
	1,8	желтая
	7,0	желтая
	8,7	пурпурная (красно-лиловая)
Фенолфталеин	8,1	бесцветная
	8,4	красная
Ализариновый желтый	10,0	бледно-желтая
	12,0	желто-коричневая
Индиго кармиловый	11,6	синяя
	14,0	желтая