I.TÓM TẮT LÍ THUYẾT
1. Khái niệm về Ăn mòn kim loại
Sự ăn mòn kim loại là sự phá huỷ kim loại hoặc hợp kim do tác dụng của các chất trong môi trường xung quanh
Kim loại bị oxi hoá thành ion dương
M → Mn+ + ne
2. Các dạng ăn mòn
a. Ăn mòn hóa học.
Ví dụ: Cổng sắt bị rỉ sét do ăn mòn hóa học:
\(3Fe+2O_{2}\overset{t^{0}}{\rightarrow}Fe_{3}O_{4}\)
\(3Fe+2H_{2}O\overset{t^{0}}{\rightarrow}Fe_{3}O_{4}+2H_{2}\)
⇒ Ăn mòn hoá học là quá trình oxi hoá – khử, trong đó các electron của kim loại được chuyển trực tiếp đến các chất trong môi trường.
b. Ăn mòn điện hóa học
Thí nghiệm: Ăn mòn điện hóa với 2 điện cực là Zn và Cu
Giải thích hiện tượng:
-
- Điện cực âm (anot); Zn bị ăn mòn theo phản ứng: Zn → Zn2+ + 2e. Ion Zn2+ đi vào dung dịch, các electron theo dây dẫn sang điện cực Cu.
- Điện cực dương (catot): ion H+ của dung dịch H2SO4 nhận electron biến thành nguyên tử H rồi thành phân tử H2 thoát ra. 2H+ + 2e → H2
- Ăn mòn điện hoá là quá trình oxi hoá – khử, trong đó kim loại bị ăn mòn do tác dụng của dung dịch chất điện li và tạo nên dòng electron chuyển dời từ cực âm đến cực dương.
Ăn mòn điện hoá học hợp kim sắt trong không khí ẩm
Tại anot: Fe → Fe2+ + 2e; Tại catot: O2 + 2H2O + 4e → 4OH-
Điều kiện để xảy ra ăn mòn điện hóa học
-
- Các điện cực phải khác nhau về bản chất. Cặp KL – KL; KL – PK; KL – Hợp chất hoá học
- Các điện cực phải tiếp xúc trực tiếp hoặc gián tiếp qua dây dẫn.
- Các điện cực cùng tiếp xúc với một dung dịch chất điện li.
3. Chống ăn mòn kim loại
a. Phương pháp bảo vệ bề mặt
Dùng những chất bền vững với môi trường để phủ mặt ngoài những đồ vật bằng kim loại như bôi dầu mỡ, sơn, mạ, tráng men,…
Ví dụ: Mạ tượng, sơn phủ bên ngoài đồ vật,...
b. Phương pháp điện hóa
- Nối kim loại cần bảo vệ với một kim loại hoạt động hơn để tạo thành pin điện hoá và kim loại hoạt động hơn sẽ bị ăn mòn, kim loại kia được bảo vệ.
- Ví dụ: Bảo vệ vỏ tàu biển làm bằng thép bằng cách gán vào mặt ngoài của vỏ tàu (phần chìm dưới nước) những khối Zn, kết quả là Zn bị nước biển ăn mòn thay cho thép.
II.GIẢI BÀI TẬP SÁCH GIÁO KHOA
Câu 1. (Trang 95 SGK)
Ăn mòn kim loại là gì? Có mấy dạng ăn mòn kim loại? Dạng nào xảy ra phổ biến hơn?
Bài làm:
- Ăn mòn kim loại là sự phá huỷ kim loại hoặc hợp kim do tác dụng của các chất trong môi trường xung quanh.
- Các dạng ăn mòn kim loại
- Ăn mòn hoá học là quá trình oxi hoá - khử, trong đó các electron của kim loại được chuyển trực tiếp các chất trong môi trường.
- Ăn mòn điện hoá hoc là quá trình oxi hoá - khử, trong đó kim loại bị ăn mòn do tác dụng của dung dịch chất điện li và tạo nên dòng electron chuyển dời từ cực âm đến cực dương
- Dạng ăn mòn điện hóa học xảy ra phổ biên hơn( vì ăn mòn hóa học xảy ra khi có nhiệt độ cao, nhưng ăn mòn điện hóa học xảy ra ngay ở nhiệt độ thường
Câu 2. (Trang 95 SGK)
Hãy nêu cơ chế của sự ăn mòn điện hoá học?
Bài làm:
Ăn mòn điện hoá hoc là quá trình oxi hoá - khử, trong đó kim loại bị ăn mòn do tác dụng của dung dịch chất điện li và tạo nên dòng electron chuyển dời từ cực âm đến cực dương
Ví dụ: Nhúng thanh kẽm và đồng vào dung dịch H2SO4 loãng , nối thanh kẽm với thanh đồng. Kẽm bị ăn mòn, bọt khí H2 thoát ra ở thanh Cu.
Cực âm (anot) Zn → Zn2+ + 2e
Cực dương (catot) 2H+ + 2e → H2↑
Câu 3. (Trang 95 SGK)
Hãy nêu tác hại của sự ăn mòn kim loại và cách chống ăn mòn kim loại?
Bài làm:
Tác hại của ăn mòn kim loại:
- Phá hủy kim loại, kim loại bị mất dần các tính chất quý
- Thiệt hại về mặt kinh tế : phải thay thế nhiều chi tiết, thiết bị máy móc bị ăn mòn.
Chống ăn mòn kim loại
- Phương pháp bảo vệ bề mặt: dùng dầu mỡ, sơn, mạ, tráng men,… hay bằng các kim loại hoạt động hơn.
- Phương pháp bảo vệ điện hóa: nối kim loại cần bảo vệ với một kim loại hoạt động hơn để tạo thành pin điện hóa và kim loại hoạt động hơn bị ăn mòn, kim loại kia được bảo vệ.
Câu 4. (Trang 95 SGK)
Trong hai trường hợp sau đây, trường hợp nào vở tàu được bảo vệ? Giải thích?
- Vỏ tàu bằng thép được nối với thanh kẽm.
- Vỏ tàu bằng thép được nối với thanh đồng.
Bài làm:
Trường hợp vỏ tàu bằng thép được nối với thanh kẽm được bảo vệ. Do kẽm là kim loại hoạt động hơn sắt, nên khi tạo thành một pin điện hóa thì kẽm bị ăn mòn.
Câu 5. (Trang 95 SGK) Cho lá sắt vào
a) dung dịch H2SO4 loãng.
b) dung dịch H2SO4 loãng có thêm vài giọt dung dịch CuSO4.
Bài làm:
a) Cho lá sắt vào dung dịch H2SO4 loãng, thấy khí thoát ra và bọt khí bám trên bề mặt thanh sắt; bọt khí bám trên bề mặt thanh sắt tăng dần làm giảm diện tích tiếp xúc giữa thanh sắt với dung dịch H2SO4 do đó khí thoát ra giảm dần và ngừng hẳn.
Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2
b) Khi cho lá sắt vào dung dịch H2SO4 loãng có thêm vài giọt dung dịch CuSO4, đầu tiên xảy ra phản ứng:
Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu
Cu tạo thành bám trên bề mặt thanh sắt được nhúng trong dung dịch H2SO4 loãng nên xảy ra hiện tượng ăn mòn điện hoá học. Lá sắt bị ăn mòn dần, bọt khí H2 thoát ra ở Cu
- Ở điện cực âm, Fe bị ăn mòn theo phản ứng:
Fe → Fe2+ + 2e
- Ở điện cực dương, ion H+ của dung dịch H2SO4 nhận electron:
2H+ + 2e → H2
Câu 6. (Trang 95 SGK)
Một dây phơi quần áo gồm một đoạn dây đồng nối với một đoạn dây thép. Hiện tượng nào sau đây xảy ra ở chỗ nối hai đoạn dây khi để lâu ngày?
A. Sắt bị ăn mòn.
B. Đồng bị ăn mòn.
C. Sắt và đồng đều bị ăn mòn.
D. Sắt và đồng đều không bị ăn mòn.
Bài làm:
Đáp án A
Khi dây đồng với dây thép để ngoài không khí có hơi nước và khí oxi sẽ tạo thành pin điện hóa. Vì sắt hoạt động hơn đồng nên đóng vai trò là anot và bị ăn mòn trước.
