Практические работы

1. Химическая коррозия стали. Стальную пластинку тщательно очистить наждачной бумагой. Зажав один конец пластинки держателем, другой поместить над пламенем газовой горелки. Нагревать пластинку до появления цветов побежалости, т. е. до образования тончайших окисных пленок. Эти пленки ввиду неодинаковой толщины вызывают различную интерференцию света и поэтому окрашены в разные цвета. Вынуть пластинку из пламени и охладить. По всей длине пластинки, начиная от края, примерно на равном расстоянии, нанести пипеткой три капли 0,01 н. раствора сульфата меди. По скорости выделения меди оценить защитные свойства полученной пленки. Написать уравнение реакции.

2. Электрохимическая коррозия и защита в растворах электролитов

2.1. Обнаружение микрогальванических элементов на поверхности металла. Три металлические пластинки (железную, алюминиевую, магниевую) тщательно зачистить наждачной бумагой, промыть водопроводной водой и высушить фильтровальной бумагой. На поверхность всех пластинок нанести в разных местах пипеткой несколько капель 3%-ного раствора хлористого натрия. По очереди прикасаясь к поверхности каждой пластинки в месте нанесения капли угольными наконечниками, которые соединены со стрелочным гальванометром, можно обнаружить электрический ток. Промыть пластинки под краном и протереть фильтровальной бумагой. Почему возникает электрический ток? Чем объясняется наличие на поверхности металла участков с различными потенциалами?

2.2. Коррозия цинка в контакте с медью в растворе соляной кислоты. В трехгорловую колбу налить 0,01н раствор соляной кислоты, затем в одно отверстие ввести цинковый стержень, наблюдать выделение водорода. В другое отверстие колбы ввести медный стержень и прикоснуться им цинкового стержня. Где выделяется водород? Составьте схему коррозионного процесса.

2.3. Электрохимическая коррозия в водных растворах электролитов. Стальную пластинку тщательно очистить наждачной бумагой, промыть водопроводной водой и высушить фильтровальной бумагой. На ее поверхности отдельно нанести пипеткой каплю дистиллированной, водопроводной воды, растворов: хлорида натрия, перекиси водорода. Затем в каждую каплю на поверхности добавить пипеткой по капле раствора красной кровяной соли K₃[Fe(CN)₆] и спиртового раствора фенолфталеина (индикатор). Наблюдать результаты проявления (окрашивание, осадки, выделение пузырьков газов) химических реакций. Дайте объяснение, напишите химические реакции.

2.4. Защита от химической коррозии. На поверхность стальной пластины (как в предыдущей работе) нанести растворы с ингибиторами: бихромат калия, уротропин. Сравните скорость наблюдаемых изменений с помощью тех же реактивов (K₃[Fe(CN)₆] и фенолфталеин). Объясните наблюдаемую разницу изменений, напишите химические реакции.

В случае коррозии стали образуется турнбуллева синь – Fe₃[Fe(СN)₆]₂

2.5. Анодные и катодные покрытия. На образцах луженого и оцинкованного железа сделайте глубокие царапины, нанесите на царапины капли вышеуказанного раствора. Почему появляется синь на луженом железе? Исходя из схемы электрохимической коррозии укажите процессы.

2.6. Влияние легирования на процесс коррозии. На образцы низколегированной и высоколегированной стали нанесите раствор красной кровяной соли. Где не образуется синь т.е. сплав устойчив к коррозии?

2.7. Протекторная и катодная защита. В кювету, заполненную вышеуказанным раствором, внесите специальную подставку, на которой в контакте находятся пластины из магния и низколегированной стали. Наблюдается ли образование сини на стали? Защищает ли сталь магниевый протектор?

Катодную электрохимическую защиту можно наблюдать, используя простую установку (рис. 12) В U-образную трубку наливают вышеуказанный раствор, под током вносят в оба колена трубки стальные электроды. Какой электрод не подвергается коррозии?

Проанализируйте химические и электрохимические способы защиты стальных изделий.