Вариант II – гравиметрический метод определения скорости коррозии металлов в кислых средах

Цель работы – определение скорости коррозии металла по изменению массы образца.

Оборудование и реактивы: лабораторные стаканы вместимостью 200–250 мл, стальные пластинки размером 30 x 20 x 2 мм или 20 x 10 x 1 мм, держатели и стеклянные подвески, растворы соляной кислоты концентрации 1, 3 и 5 моль/л, серной кислоты – 0,5; 1,5; 2,5 моль/л, хлорида натрия – 1, 3 и 5 моль/л.

Ход работы. Три стальные пластины обрабатывают (см. работу 2.8) и взвешивают с точностью до 0,0002 г. Наливают в три стакана растворы разных кислот и хлорида натрия одинаковой концентрации либо растворы разной концентрации одного соединения и выдерживают стальные пластины в этих растворах в течение 3–4 ч. После этого пластины извлекают из раствора, промывают водой, протирают мягкой карандашной резинкой, снова промывают водой и, высушив фильтровальной бумагой, взвешивают. Скорость коррозии рассчитывают по формуле:

V = (m ₀ – m₁)/ S·τ ,

где m₀ и т₁ – масса образца до и после опыта соответственно, г; S – площадь поверхности образца, м ² ; τ – время проведения опыта, ч.

Данные опытов и расчеты записывают в таблицу:

№ опыта	Материал образца	Электролит	Размеры образца (мм)	Площадь образца (м2)	Время опыта (ч)	Масса образца, г	Скорость коррозии, г/м2 ч
						до опыта	после опыта

Контрольные вопросы

1. Назовите типы коррозии металлов.

2. Назовите способы нанесения защитных покрытий на металлы. В чем они заключаются?

Список литературы

1. ^{Тихвинская М. Ю.,} Практикум по химической технологии / М. Ю. Тихвинская, ^{В. Е. Волынский. –} М. : Просвещение, 1984. – 160 с.

2. Ямпольская А. М. Контроль качества защитных покрытий. – Л. : Машиностроение, 1966. – 232 с.

2.9 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА

«ФОСФОРНЫЕ УДОБРЕНИЯ.

ПОЛУЧЕНИЕ СУПЕРФОСФАТА И ЕГО СВОЙСТВА»

Цель работы – получение 15–20 г простого суперфосфата и проведение его анализа.

2.9.1. Краткие теоретические сведения

Химическая промышленность выпускает простой суперфосфат, представляющий собой, в основном, смесь дигидрофосфата кльция Са(Н₂РО₄)₂ и гипса СаSО₄, а также двойной суперфосфат – гидратированный дигидрофосфат кальция Са(Н₂РО₄)₂  Н₂О. Сущность производства простого суперфосфата заключается в сернокислотном разложении апатита или фосфорита, которое представляет собой сложный, многофазный гетерогенный процесс:

2Ca₅F(PО₄)₃ + 7H₂SО₄ = 3Са(Н₂РО₄)₂ + 7CaSО₄ + 2HF;

Са₃(РО₄)₂ + 2H₂SО₄ = Са(Н₂РО₄)₂ + 2CaSО₄

Поскольку это взаимодействие осуществляется между жидким веществом и твердым, реакция протекает довольно медленно в две стадии. В первую очередь реакция обменного разложения идет на поверхности твердых частиц с образованием фосфорной кислоты и сульфата кальция:

Ca₅F(PО₄)₃ + 5H₂SО₄ + 2,5H₂О = 5(CaSО₄  0,5Н₂О) +3Н₃РО₄ + НF

Эта реакция начинается сразу же после смешения фосфата с серной кислотой и заканчивается через 20–40 мин. После полного расходования серной кислоты протекает вторая стадия процесса – разложение оставшегося фосфата полученной фосфорной кислотой:

Ca₅F(PО₄)₃ + 7Н₃РО₄ + 5Н₂О = 5Ca(H₂PО₄)₂-H₂О + HF

Указанные реакции, а также кристаллизация дигидрофосфата кальция протекают довольно медленно. Полное разложение фосфата проходит в течение 20–30 суток и заканчивается на складе, где суперфосфат вылеживается, перемешивается и при этом дозревает. Скорость созревания суперфосфата зависит от применяемого сырья и условий процесса. Помимо дигидрофосфата кальция Са(Н₂РО₄)₂  Н₂0, в суперфосфате в небольших количествах присутствуют гидрофосфат кальция СаНРО₄  2Н₂О и свободная фосфорная кислота.

Оптимальные условия переработки – температура, концентрация кислоты и время переработки – определяются составом сырья и его физико-химической структурой.

При анализе суперфосфата определяют общее содержание фосфора (в расчете на Р₂О₅) и количество фосфора, которое усваивается растениями. Для определения последнего суперфосфат обрабатывают водой, а затем аммиачным раствором цитрата аммония. В водный раствор переходят свободная фосфорная кислота и дигидрофосфат кальция. В цитрате аммония растворяется, главным образом, гидрофосфат кальция, который в воде плохо растворим. Содержание влаги определяют высушиванием 10 г суперфосфата при 100–102°С в течение трех часов.

Из раствора ион НРО₄^2- осаждают аммиачным раствором хлористого магния:

НРО₄^2- + Mg²⁺ + NH₄OH = MgNH₄PО₄ + H₂О

Выпавший осадок магний-аммоний фосфата отфильтровывают и прокаливают. При этом он переходит в пирофосфат магния. По весу пирофосфата магния рассчитывают количество фосфора (в расчете на Р₂О₅), содержащегося в суперфосфате.