Конспект урока по теме: Коррозия металлов

Дата: 27.01.22г.

Урок № 38

Конспект урока на тему: «Коррозия металлов и способы ее предупреждения»

11 класс

«Коррозия – рыжая крыса,

Грызет металлический лом»

В. Шефнер

Цели урока:

- познакомить учащихся с понятием «коррозия», ее классификацией, сущностью процесса и

способами защиты от коррозии;

- развивать умения формулировать проблему, выдвигать гипотезы;

-стимулировать познавательные мотивы, интерес, стремление проникнуть в сущность явлений;

Оборудование и реактивы: Мультимедийный компьютер, экран, проектор.

Ход урока

1.Организационный момент

2. Ориентировочно-мотивационный этап

Учитель:

Вспомним основную информацию о металлах:

Вид химической связи (металлическая)

Тип кристаллической решетки (металлическая)

Физические свойства металлов (твердые вещества, металлический блеск, тепло и электропроводность, пластичность, ковкость)

Какие свойства проявляют металлы в химических реакциях? (восстановительные)

Сегодня мы поговорим о последствиях химической активности металлов.

Исторический факт:

В 20 годы ХХ в по заказу одного американского миллионера, была построена роскошная яхта «Зов моря». Днище её было обшито сплавом меди и никеля, киль и другие детали были изготовлены из листовой стали, скрепленной медными заклепками. Когда яхту спустили на воду, обшивка корпуса начала расходиться, и яхта быстро пошла ко дну.

Какова тема урока? (Коррозия металлов)

- «Мозговой штурм»

Итак, что же такое коррозия?

Ребята, какие ассоциации связаны у вас с этим понятием?

3. Операционно-исполнительский этап.

Объяснение учителя:

Виды коррозии: коррозия очень многолика. Ей подвергаются не только металлы, коррозия разрушает камень, бетон, горные породы, дерево, пластмассы. Ошибочно полагать, что коррозии подвергается только железо.

«На рукомойнике моем позеленела медь

Но так играет луч на нем, что весело глядеть»

А.Ахматова

На поверхности меди образуется матово-зеленая патина, состав которой передают формулой соответствующей основному карбонату меди.

Серебро не окисляется кислородом воздуха, однако, по словам Плиния Старшего, «тускнеет от лечебных вод и от соленых ветров», покрываясь черным слоем сульфида серебра.

В зависимости от условий протекания различают коррозию:

газовую, атмосферную, почвенную, морскую, кислотную, щелочную, солевую и т.д.

4.Новый материал, постановка целей урока.

Эйфелева башня изготовлена из обычной стали и неотвратимо ржавеет и разрушается, и только постоянная химиотерапия помогает бороться с этим смертельным недугом: Эйфелеву башню красили уже 18 раз, отчего ее масса (9000т) увеличивалась каждый год на 70т.

Коррозия наносит огромный ущерб. Ежегодно от нее теряется около трети произведенного за год во всем мире металла (машины, крыши, памятники, мосты, трубы и т.д.). Коррозия вызывает серьезные экологические последствия. Утечка газов, нефти и других опасных химических продуктов из разрушенных коррозией трубопроводов приводит к загрязнению окружающей среды, что отрицательно воздействует на здоровье и жизнь людей. Поэтому тратятся огромные средства на борьбу с этим явлением. Так что же такое коррозия?

Дайте определение коррозии.

Коррозия – это разрушение металлов и их сплавов под действием окружающей среды.

По характеру разрушения коррозия бывает:

равномерная, неравномерная (трещины), межкристалличная, местная (пятна, точечная, питтинги)

По процессу:

Химическая и электрохимическая. Остановимся на этих двух видах.

Классификация коррозии:

1.Химическая - разрушение металла в результате их химического взаимодействия. Наиболее распространенным видом химической коррозии является газовая коррозия, протекающая в сухих газах при полном отсутствии влаги.

Например, 2Fe + 3CI₂ = 2FeCI₃

2.Электрохимическая – разрушение металла, которое сопровождается возникновением электрического тока (проходит во влажной среде).Коррозии подвергаются абсолютно все металлы, но в промышленности наиболее широко применяются сплавы железа, поэтому электрохимическую коррозию металлов мы рассмотрим на примере железа.

Вывод: в случае электрохимической коррозии, всегда будет происходить разрушение более активного металла. Катодный процесс определяется характером среды (кислотная или нейтральная, щелочная).

В чем же сущность коррозии? Сущность: Ме⁰ -nе Меⁿ⁺ (разрушается более активный

металл)

А что будет происходить, если железо будет в паре с цинком?

Учащиеся с помощью учителя делают вывод, что в паре с цинком, коррозия железа будет уменьшаться, т. к. цинк - более активный металл, чем железо, и он будет разрушаться. Водород же будет восстанавливаться на железе. И записывают уравнения реакций, проходящих при этом процессе.

Каковы же условия коррозии? Учащиеся самостоятельно приходят к выводу, что условиями коррозии являются:

1.      Наличие в металле примесей, играющих роль менее активного металла;

2.      Влажность;

3.      Доступ воздуха;

Как же можно уменьшить коррозию, как бороться с ней?

Меры борьбы с коррозией

1.      Защита металла покрытиями: а) металлами, образующими на поверхности металла прочные пленки (хромирование, никелирование, золочение и т. д.)

б) неметаллами- лаками, красками, эмалью, смолами, создающими защитные пленки;

2.      Применение химически стойких сплавов (нержавеющие стали – легированные, например, столовые приборы из «нержавейки» содержат до 12% хрома и 10% никеля);

3. Изменение состава среды (введение ингибиторов : их вводят в замкнутые системы

охлаждения, в нефтепроводы и газопроводы для снижения коррозии труб изнутри);

4. Электрохимические методы: а) катодная защита – защищаемая деталь присоединяется к

катоду, который не разрушается; б) метод протектора – к защищаемому металлу

присоединяют кусок более активного металла – протектора.

3.Закрепление знаний.

Кроссворд:

1.      Газообразное вещество, обязательное наличие которого способствует разрушению металла во влажной среде.

2.      Как иначе называются нержавеющие сплавы?

3.      Как называется вещество, при помощи которого можно, изменив состав среды, уменьшить разрушение металла?

4.      Как называется более активный металл в контакте с другим металлом?

5.      Какой вид коррозии наиболее распространен?

6.      При соприкосновении железа со свинцом будет разрушаться ….

7.      Требуется скрепить железные детали. Из какого материала должны быть изготовлены заклепки: из меди или из цинка, чтобы замедлить коррозию деталей?

4. Задача 1.Что случилось со знаменитой Кутубской колонной?

Уже полтора тысячелетия стоит на одной из площадей Дели железная колонна высотой 8 метров, диаметром 65 см, весом 6.5 тонн. И, несмотря на жаркий климат Индии, на ней нет ни единого ржавого пятнышка. Чем это можно объяснить?

Ответ. Это объясняется тем, что колонна сделана из чистого (метеоритного) железа. А чистое железо не ржавеет.

Задача 2. В 20-е годы ХХ в. с одним американским миллионером произошла неприятная история. По его заказу была построена роскошная яхта “Зов моря”. Для обшивки корпуса яхты использовался сплав никеля с медью, известный под названием монель-металл. Этот сплав отличался чрезвычайно высокой стойкостью во многих агрессивных средах, в том числе и в морской воде. Другие детали корпуса судна были изготовлены из специальных нержавеющих сталей, т.е. материалов, содержащих железо. Но когда яхту спустили на воду, она полностью вышла из строя. Объясните, что послужило причиной гибели яхты.

Ответ: Причиной была контактная коррозия. Днище яхты было обшито медно-никелевым сплавом, а рама руля, киль и другие детали изготовлены из стали. Когда яхта была спущена на воду. Возник гигантский гальванический элемент, состоящий из катода- днища, стального анода и электролита – морской воды. В результате судно затонуло, ни сделав ни одного рейса.

Задача 3. В III до нашей эры на острове Родос был построен маяк в виде огромной статуи Гелиоса.

Колосс Родосский считался одним из семи чудес света, однако просуществовал всего 66 лет и рухнул во время землетрясения.

Ответ. У Колосса Родосского бронзовая оболочка была смонтирована на железном каркасе. Под действием влажного, насыщенного солями средиземноморского воздуха железный каркас разрушился.

4. Рефлексия. Учитель и ученики оценивают свою работу на уроке, подводят итог и получают

домашнее задание. Итак, давайте подведем итог нашей с вами работы.

Попрошу вас ответить на следующие вопросы:

Что нового узнали?

На все ли вопросы вы нашли ответы самостоятельно?

Какие трудности возникли?

Как вы оценили свою работу?

Достигли ли цели?

Заключение.

Страны несут огромные убытки из-за коррозии металлических конструкций.

Выгодна ли вторичная переработка?

а) с экономической точки зрения

( невозобновляемые ресурсы, энергозатраты на вторичную переработку в 20 раз меньше, чем на производство, производство трудоемкое)

б) с экологической точки зрения

(проблема городских свалок, ионы тяжелых металлов в воде, ситуация в нашем городе ( Кольский залив –« кладбище кораблей»)