Bài 23: Sự ăn mòn kim loại

Bài 23: SỰ ĂN MÒN KIM LOẠI

I.MỤC TIÊU BÀI HỌC:

1. Kiến thức:

- Hiểu các khái niệm: thế nào là ăn mòn kim loại, ăn mòn hóa học và ăn mòn điện hóa.

- Hiểu các điều kiện và bản chất của ăn mòn hóa học và ăn mòn điện hoá

- Hiểu nguyên tắc và các biện pháp chống ăn mòn kim loại.

2.Kĩ năng:

- Phân biệt được hiện tượng ăn mòn hóa học và ăn mòn điện hóa các kim loại xảy ra trong tự nhiên, trong đời sống gia đình và trong sản xuất.

- Biết sử dụng các biện pháp bảo vệ đồ dùng, công cụ lao động bằng kim loại chống sự ăn mòn kim loại.

- Biết cách giữ gìn các đồ vật bằng kim loại như tráng mã bằng thiếc kẽm. 3.Thái độ tình cảm: Hứng thú say mê học tập

II. CHUẨN BỊ:

GV:

- Chuẩn bị thí nghiệm về ăn mòn điện hóa:

Dụng cụ: + Cốc thủy tinh loại 200ml;

+ Các lá Zn và lá Cu;

+ Bóng đèn pin 1,5V hoặc điện kế;

+ Dây dẫn.

Hóa chất: +150ml dung dịch H2SO4 1M.

- Chuẩn bị thí nghiệm chống ăn mòn kim loại bằng phương pháp điện hóa:

Dụng cụ: + 2 cốc thủy tinh loại nhỏ, hoặc ống nghiệm.

+ Một số đinh sắt sạch, dây kẽm hoặc dây nhôm.

Hóa chất: Dung dịch H2SO4 loãng, dung dịch kali ferixianua

Tranh vẽ về sự ăn mòn điện hóa hợp kim sắt.

Giáo án, sách giáo khoa.

HS: Chuẩn bị bài trước ở nhà

III. PHƯƠNG PHÁP:

Đàm thoại nêu vấn đề và trực quan.

IV. TIẾN TRÌNH LÊN LỚP:

Ổn định lớp:

Giáo viên điểm danh.

Lớp trưởng báo cáo.

2) Kiểm tra bài cũ:

3) Tiến trình bài học mới:

Hoạt động của giáo viênHoạt động của học sinh Nội dungHoạt động 1:

I. KHÁI NIỆM:- Có hiện tượng gì khi đồ dùng bằng kim loại để lâu ngày?

- Hiện tượng đó đựơc gọi là sự ăn mòn kim loại.

Các khái niệm tưong tự: bị oxi hóa hay bị ghỉ.Vậy ăn mòn kim loại là sự phá huỷ kim loại hoặc hợp kim do tác dụng các chât trong môi trường. Ăn mòn kim loại là sự phá huỷ kim loại hoặc hợp kim do tác dụng các chât trong môi trường.

Hậu quả là kim loại bị oxi hóa thành các ion dương bởi các quá trình hóa học hoặc điện hóa:

M→Mn+ + neHoạt động 2:

II. HAI DẠNG ĂN MÒN KIM LOẠI:Dựa vào môi trừong và cơ chế của sự ăn mòn người ta phân thành hai loại: Ăn mòn hóa học và ăn mòn điện hóa học.

1. Ăn mòn hóa học:

Bản chất của ăn mòn hóa học là gì? Nó thường xảy ra ở đâu?

2. Ăn mòn điện hóa

hóa học:

GV: làm thí nghiệm biểu diễn như SGK.

Nêu các hiện tượng thu đựoc từ thí nghiệm?

- Giải thích các hiện tuợng trên .

- Hiện tượng trên gọi là ăn mòn điện hóa vậy cho biết ăn mòn điện hóa là gì?

Dựa vào thí nghiệm em hãy cho biết có những điều kiện nào để ăn mòn điện hóa xảy ra?

Nếu thiếu một trong 3 điều kiện trên thì ăn mòn điện hóa chưa xảy ra.

- Xét ăn mòn điện hóa xảy ra trong hợp kim của Fe để ngoài không khí ẩm?

- Viết các quá trình xảy ra ở các điện cực?1. Ăn mòn hóa học:

là quá trình oxi hóa - khử trong đó các electron của kim loại chuyển trực tiếp đến các chất trong môi trường.

Thường xảy ra ở các bộ phận củ lò đốt hoặc các thiết bị thường xuyên phải tiếp xúc với hơi nước.

2. Ăn mòn điện hóa

hóa học:

Khi chưa nối dây thì bọt khí thoát ra chậm

khi nối dây thì bọt khí thóat ra nhanh hơn và lại thóat ra ở lá đồng và kẽm

Giải thích:

Khi chưa nối thì bọt khí thóat ra chậm ở lá Zn do ion H+ và Zn2+ cản trở nhau

Khi nối với lá Cu thì trở thành pin điện hóa nên do ion H+ và Zn2+ đi về hai phía và không cản trở nhau nữa.

Khái niệm

Là quá trình oxi hóa khử, trong đó kim loại bị ăn mòn do tác dụng của chất điện li tạo nên dòng e chuyển từ cực âm đến cực dương

Điều kiện:

Có đủ 3 điều kiện:

- Các điện cực phải khác nhau về bản chất

- Các điện cực phải tiếp xúc với nhau: trực tiếp hoặc gián tiếp qua dây dẫn.

- Các điện cực phải cùng tiếp xúc với dd chất điện li.

HS đọc SGK và nắm được:

Không khí ẩm là chát điện li

Thép là hợp kim nên tạo được vô số các điện cực khác nhau và cùng tiếp xúc với nhau nên thỏa mãn đầy đủ 3 điều kiện của ăn mòn điện hóa

Vì vậy có vô số pin điện hóa trong hợp kim Fe.

Ở anot: O2 + 2 H2O + 4e → 4OH-

Ở catot: Fe → Fe2+ + 2eCăn cứ vào môi trường và cơ chế của sự ăn mòn kim loại, người ta phân thành hai dạng chính: ăn mòn hóa học và ăn mòn điện hóa.

1. Ăn mòn hóa học:

Ăn mòn thường xảy ra ở những bộ phận của thiết bị lò đột hoặc những thiết bị phải thường xuyên tiếp xúc với hơi nước và khí oxi,...

Thí dụ:

3Fe +4H2O → Fe3O4+ 4H2↑

Như vậy: Ăn mòn hóa học là quá trình oxi hóa - khử trong đó các e của kim loại chuyển trực tiếp đến các chất trong môi trường.

2. Ăn mòn điện hóa

hóa học:

Ăn mòn điện hóa học là loại ăn mòn ki loại phộ biến và nghiêm trọng trong tự nhiên.

a) Khái niệm về ăn mòn điện hóa học: thí nghiệm trong sách giáo khoa.

Ăn mòn điện hóa học là quá trình oxi hóa - khử, trong đó kim loại bị ăn mòn do tác dụng của chất điện li tạo nên dòng electron chuyển từ cực âm đến cực dương.

b) Điều kiện xảy ra ăn mòn điện hóa học:

- Các điện cực phải khác nhau về bản chất, có thể là cặp hai kim loại khác nhau, hoặc cặp kim loại- phi kim, hoặc cặp kim loại – hợp chất hóa học, thí dụ như xementit, trong đó kim loại có thế điện cực chuẩn nhỏ hơn là cực âm. Như vậy kim loại nguyên chất khó ăn mòn điện hoá học.

-Các điện cực phải tiếp xúc trực tiếp hoặc gián tiếp với nhau qua dây dẫn.

- Các điện cực cùng tiếp xúc với dung dịch chất điện li.

Thiếu 1 trong ba điều kiện trên sẽ không xảy ra ăn mòn điện hóa học.

Thực tế , các quá trình ăn mòn điện hóa học diễn ra rất phức tạp, có thể bao gồm ăn mòn điện hóa và ăn mòn hóa học. Nhưng ăn mòn điện hóa giữ vai trò chủ yếu.

c) Ăn mòn điện hóa học hợp kim của sắt( gang, thép) trong không khí ẩm:

Sự ăn mòn điện hóa học các hợp kim của sắt(gang, thép) trong không khí ẩm có ảnh hưởng đặc biệt nghiêm trọng đối với nền kinh tế của quốc gia. Đây là một quá trình phức tạp, có thể mô tả một cách giản lượt: SGKHoạt động 3:

III.CHỐNG ĂN MÒN KIM LOẠI:Trong thực tế kim loại bị ăn mòn có nhiều không?

Vậy để tránh sự ăn mòn đó người ta đã sử dụng những biện pháp nào?

Cho biết trong ăn mòn điện hóa thì kim loại nào bị ăn mòn?1. Phương pháp bảo vệ bề mặt:

sơn , mã , bội trơn dầu mỡ ....

2.Phương pháp điện hóa.

Dùng một kim loại mạnh hơn để bảo vệ đồ dùng bằng kim loại

Ví dụ bảo vệ vỏ tàu bằng thép người ta dùng kim loại ZnKhối lượng kim loại bị ăn mòn hằng năm trên thế giới bằng 20-25% về khối lượng kim loại được sản xuất. Sự ăn mòn kim loại đã gây tổn thất to lớn về nhiều mặt cho nền kinh tế quốc dân và đời sống con người.

Có nhiều biện pháp bảo vệ kim loại khỏi bị ăn mòn . Phổ biến hơn cả là phương pháp bảo vệ bề mặt và bảo vệ điện hoá.Hoạt động 4:

Củng cố và bài tậpDùng các bài tập 1,2,3 để củng cố ngay tại lớp

Bài tập về nhà 4,5 SGK và các bài trong sách bài tập2D,

3BV. CỦNG CỐ VÀ DẶN DÒ:

- Củng cố lại những vấn đề vùa học.

- dặn dò chuẩn bị bài mới.