Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ
Эл. №ФС77-60625 от 20.01.2015
Свидетельство о публикации

Автоматическая выдача свидетельства о публикации в официальном СМИ сразу после добавления материала на сайт - Бесплатно

Добавить свой материал

За каждый опубликованный материал Вы получите бесплатное свидетельство о публикации от проекта «Инфоурок»

(Свидетельство о регистрации СМИ: Эл №ФС77-60625 от 20.01.2015)

Инфоурок / Химия / Конспекты / Разработка урока по теме: "Коррозия металлов"
ВНИМАНИЮ ВСЕХ УЧИТЕЛЕЙ: согласно Федеральному закону № 313-ФЗ все педагоги должны пройти обучение навыкам оказания первой помощи.

Дистанционный курс "Оказание первой помощи детям и взрослым" от проекта "Инфоурок" даёт Вам возможность привести свои знания в соответствие с требованиями закона и получить удостоверение о повышении квалификации установленного образца (180 часов). Начало обучения новой группы: 28 июня.

Подать заявку на курс
  • Химия

Разработка урока по теме: "Коррозия металлов"

библиотека
материалов

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ ХАБАРОВСКОГО КРАЯ

Краевое государственное бюджетное

Профессиональное образовательное учреждение № 3











Методическая разработка открытого урока

по учебной дисциплине «Материаловедение»

Тема урока : Коррозия металлов































г. Хабаровск

2014

Автор – разработчик: И.А. Губарь преподаватель

Краевое государственное бюджетное образовательное учреждение №3

Методическая разработка рассмотрена и утверждена МК «Профессионального цикла»

Председатель МК ____________________ И.Б. Чудина



Методическая разработка урока по теме «Коррозия металлов» учебной дисциплине «Материаловедение» разработана для обучающихся первого курса технического профиля. Методическая разработка предназначена для преподавателей химии и спец.дисциплины.







































Краевое государственное бюджетное образовательное учреждение №3

Адрес: 680003 г. Хабаровск Краснореченская ул., д. 45

Пояснительная записка.

Методическая разработка поможет преподавателю по материаловедению и химии провести урок по теме «Коррозия металлов».

Урок рассчитан на один час. Цель урока: научить распознавать коррозию металлов, ее виды и условия, способствующие или препятствующие ей. На мотивационно-ориентированном этапе учащиеся учатся решать уравнения на выявление химической и электрохимической коррозии как окислительно-восстановительного процесса. Экспериментальный этап подразумевает под собой проектную работу, где учащиеся совершенствуют умения проводить исследовательские процедуры через наблюдение за химическими опытами, а так же формулировать выводы по ним. На рефлексивно-оценочном этапе учащиеся решают практико-ориентированные задачи.

При проведении данного урока рекомендуется использовать ИКТ.






































Урок по теме «Коррозия металлов»


Цель урока: научить распознавать коррозию металлов, ее виды и условия, способствующие или препятствующие ей.

Задачи урока:

- решить уравнение на выявление химической и электрохимической коррозии как окислительно-восстановительного процесса;

- совершенствовать умение проводить исследовательские процедуры через наблюдение за химическими опытами;

- сформулировать выводы по опыту;

- решить практико-ориентированные задачи;

-способствовать развитию познавательного интереса к предмету.

Оборудование: компьютер, мультимедийный проектор, оборудование и реактивы для лабораторного эксперимента, таблицы: «Периодическая система Д.И. Менделеева», «Электрохимический ряд напряжений металлов», презентация к уроку.

Тип урока: изучение нового материала

Ход урока:

1 Организационный момент

2 Объяснение нового материала (мотивационно-ориентированный этап)

а) понятие о коррозии

б) виды коррозии

в) условия, способствующие электрохимической коррозии

3 Экспериментальный этап

а) эксперимент № 1 «Роль кислорода в процессе коррозии железа»

б) эксперимент № 2 «Влияние электролитов на процесс коррозии»

в) эксперимент № 3 «Влияние ингибиторов на процесс коррозии»

г) выводы

4 Способы защиты металлов от коррозии (защита презентации обучающего)

5 Закрепление (рефлексивно-оценочный этап)

Выходной тест «Коррозия металлов»

6 Домашнее задание






















Ход урока


1. Организационный момент (отслеживаем настроение и что обучающиеся ожидают от урока)

2. Объяснение нового материала


Преподаватель:

В начале прошлого столетия по заказу одного американского миллионера была построена роскошная яхта «Зов моря». Днище ее было обшито сплавом меди и никеля, киль и другие детали были изготовлены из стали. Когда яхту спустили на воду, оказалось, что она не пригодна к использованию. И еще до выхода в открытое море была полностью выведена из строя.

31 января 1951 года обрушился железный мост в Квебеке (Канада), введенный в эксплуатацию в 1947 году.

В 1964 году рухнуло одно из самых высотных сооружений в мире – 400 метровая антенная мачта в Гренландии.

Разобраться что произошло, нам поможет стихотворение:

Обучающийся:

Мы видим мрачную картину,

Вот ржавый гвоздь и ржавая труба,

И даже новую машину

За год буквально съела ржа.

Ползет она как змей ужасный

И вглубь, и вширь, и поперек

Корабль, краскою блиставший,

С дырой в боку ко дну идет.

Ржавеет все-тросы, лебедка,

Опоры зданий и мостов,

И даже руль подводной лодки

Всегда к ржавлению готов.

И где же выход из проблемы,

И в чем причина бедствий тех?

Найдем ответ мы непременно

Пусть нам сопутствует успех.

Преподаватель:

О чем говорится в стихотворении? Ребята, какова тема нашего урока?

Обучающиеся: Коррозия металлов.

Преподаватель: Мы знаем тему урока. В вашей профессии необходимо знать о коррозии металлов? Что нужно знать? (мозговой штурм)Давайте сформулируем цель нашего урока, что нам необходимо сегодня изучить.

Обучающиеся: Что такое коррозия, ее причины, реакции, которые при этом происходят, как бороться с коррозией.

Преподаватель: Давайте сформулируем цель нашего урока, что нам необходимо сегодня изучить. Чтобы знать как бороться с врагом надо хорошо изучить его. Обратите внимание на эпиграф к уроку: «Знать - значит победить!» (А.Н. Несмеянов).

Слово коррозия происходит от латинского слова соrrodere, что означает разъедать. Хотя коррозию чаще всего связывают с металлами, но ей подвергаются также камни, пластмассы и другие полимерные материалы и дерево. Например, в настоящее время мы являемся свидетелями большого беспокойства людей в связи с тем, что от кислотных дождей катастрофически страдают памятники (здания и скульптуры), выполненные из известняка или мрамора.

Таким образом, мы с вами подошли к формулировке понятия «КОРРОЗИЯ».

Существует ряд определений данного процесса, которые вы видите на слайде. Выберите и запишите определение, которое является наиболее полным и конкретным.

Существует классификация коррозии металлов:

- по природе агрессивных сред: воздушная, газовая, морская, почвенная, биологическая.

- по механизму протекания разрушений: химическая и электрохимическая.

Рассмотрим подробнее химическую коррозию.

Демонстрация слайда.

Химическая коррозия – это разрушение металла при взаимодействии его с сухими газами или жидкостями, не проводящими электрический ток ( например , нефть) – запись в тетраде.

Коррозию металлов и сплавов вызывают такие компоненты окружающей среды как – вода, кислород, оксиды углерода и серы, содержащиеся в воздухе, водные растворы солей (морская вода, грунтовые воды).

Ей подвергается арматура печей, детали двигателей внутреннего сгорания и аппаратура химической промышленности. При этом происходят окислительно-восстановительная реакции, в ходе которой металл окисляется, а присутствующий в среде окислитель восстанавливается, электроны переходят от металла к окислителю без возникновения в цепи электрического тока.

Обучающийся: Демонстрация опыта: прокаливание медной проволоки на воздухе.

Вывод по опыту: наблюдаем изменение окраски – появление черного налета, значит произошла химическая реакция. Запись уравнения химической реакции методом электронного баланса:

Си+О2=2СиО (запись в тетради и на доске)

Си0 – 2е->СиО |2| - восстановитель, процесс окисления

О2 + 4е->2О2- |1| - окислитель, процесс восстановления

Преподаватель: Некоторые металлы на воздухе покрываются плотной оксидной пленкой, например алюминий, и металл не корродирует.

Мы рассмотрели с вами химическую коррозию , а теперь рассмотрим электрохимическую.

Чаще всего коррозии подвергаются изделия из железа. Особенно сильно корродирует металл во влажном воздухе и в воде. Упрощенно этот процесс можно выразить с помощью следующего уравнения:

4Fe+3O2+6H2O4Fe(OH)3

Однако химически чистое железо почти не корродирует. Вместе стем, техническое железо, которое содержит различные примеси, например чугуны и стали, ржавеет. Следовательно, одной из причин возникновения коррозии является наличие примесей в металле, его неоднородность.

Обучающийся: Демонстрация опыта: контакт железа с медью в водном растворе.

Суть опыта: если 2 различных металла, находящихся в контакте, опустить в водный раствор электролита ( в реальных условиях это грунтовые воды, сконденсированная влага из атмосферы), то металл более активный (расположенный в электрохимическом ряду напряжений левее, будет разрушаться, предохраняя тем самым менее активный металл от коррозии.

Например: при контакте железа с медью в водном растворе железо как более активный металл будет постепенно окисляться, переходя в воду в виде ионов железа. При этом электроны, высвободившиеся из атомов железа, перейдут к меди и на ее поверхности соединяются с ионами водорода, выделившимися из компонентов водной среды.

Этот электрохимический процесс или электрохимическую коррозию можно представить так:

Fe0 + 2H+=Fe2++H20

Fe0 – 2e-> Fe2+ (на железе) |окисление| восстановитель

++2е->Н20 (на меди) |восстановление|окислитель

Преподаватель: Существует ряд условий, способствующих электрохимической коррозии:(показ слайда)

а) положение металлов в ряду напряжений, чем дальше расположены металлы друг от друга в ряду, тем быстрее происходит коррозия;

б) чистота металла (с примесями металлы быстрее подвергаются коррозии);

в) неровность поверхности металла, трещины;

г) блуждающие токи;

д) грунтовые воды;

е) среда электролита ( наличие раствора сильного электролита, например, морская вода, усиливает коррозию);

ж) повышение температуры ;

з) действие микроорганизмов.

По данным зарубежных исследований, на счет микроорганизмов может быть отнесено до 75% всех потерь от коррозии, а в нефтедобывающей промышленности даже 80%. Процесс коррозии, идущий под действием бактерий и грибов, называют биокоррозией.


3. Переходим к экспериментальному этапу.

При использовании металлических материалов очень важен вопрос о скорости их коррозии, от чего она зависит? Эксперимент поможет нам в этом разобраться .Показ слайдов.

  1. Эксперимент №1. Роль кислорода в процессе коррозии железа.

- пробирка 1 – ж. гвоздь + вода наполовину

- пробирка 2 – ж. гвоздь + полностью в воде

- пробирка 3 – ж. гвоздь + вода + масло

Обучающиеся:

Больше ржавчины образуется в пробирке 1 – железо соприкасается и с водой и с кислородом. В пробирке 2 – ржавчины меньше т.к железо соприкасается только с водой. В пробирке 3 – гвоздь почти не проржавел, кислород не смог пройти через слой масла, а без кислорода коррозия не развивается.

  1. Эксперимент № 2. Влияние электролитов на процесс коррозии железа.

- пробирка 1 – ж. гвоздь + вода

- пробирка 2 – ж. гвоздь + раствор NaCl

- пробирка 3 – ж. гвоздь + медь + раствор NaCl

- пробирка 4 – ж. гвоздь + алюминий + + раствор NaCl

Обучающиеся:

В пробирке 1 – мало ржавчины, в чистой воде коррозия идет медленно т.к вода слабый электролит. В данном случае мы наблюдаем химическую коррозию. В пробирке 2 – ржавчины больше , следовательно хлорид ионы увеличивают скорость коррозии. В пробирке 3 – скорость коррозии очень велика, образовалось много ржавчины. Следовательно, хлорид натрия – это сильно-коррозионная среда для железа, особенно в случае контакта с менее активным металлом – медью. В пробирке 4 – тоже наблюдаем коррозию, но не железа, а алюминия, т.к железо в контакте с более активным металлом в сильно коррозионной среде - раствор NaCl , не корродирует до тех пор пока не прокорродирует весь алюминий. В пробирках 3 и 4 – электрохимическая коррозия.

  1. Эксперимент № 3. Влияние ингибиторов на процесс коррозии.

- пробирка 1 – ж.гвоздь + раствор NаОН + раствор NaCl

- пробирка 2 – ж.гвоздь + раствор Na3PO4 + раствор NaCl

- пробирка 3 – ж. гвоздь + раствор Na2С4 O4 + раствор NaCl

Обучающиеся:

В пробирках 1-3 железный гвоздь опущен в раствор хлорида натрия, к которому добавили гидроксид натрия, фосфат натрия, хромат натрия. Коррозия железа в данном случае отсутствует. Следовательно, эти вещества замедляют коррозию, являются ингибиторами.


По результатам экспериментов 1-3 обучающиеся формулируют выводы:

  1. Коррозия железа резко усиливается в присутствии кислорода.

  2. Коррозия усиливается , если железо соприкасается с более активным металлом.

  3. Скорость коррозии зависит от состава омывающей металл среды, хлорид ионы усиливают коррозию железа.

  4. Коррозия железа ослабляется в присутствии гидроксид натрия, фосфат и хромат ионов.

Преподаватель: Великий Гете сказал: «Просто знать – еще не все, знания нужно уметь использовать!»


4. И сейчас мы с вами познакомимся с способами защиты от коррозии.

Учащийся: защита презентации.

Способы защиты металлов от коррозии.

  1. Применение защитных покрытий.

а) металлические изделия покрывают лаками, красками, эмалями, стеклокристаллические покрытия.

б) ) металлические изделия покрывают другие металлы, которые образуют на своей поверхности защитные пленки. Это – хром, никель, цинк, олово и другие.

2. Приготовление сплавов стойких к коррозии.

а) части машин , инструменты и предметы быта изготавливают из нержавеющей стали и других сплавов стойких к коррозии.

3. Электрохимические методы защиты.

а) применение заклепок изготовленных из более активных металлов.

б) прикрепление пластинок из более активного металла для защиты основного металлического изделия. Например в паре Zn-Fe ( оцинкованное железо) защищено железо, в паре Sn-Си защищена медь и т.д.

К днищам кораблей прикрепляют протекторы – слитки более активного металла, чем обшивка днища корабля – это протекторная защита с помощью цинка (анодная защита). Катодная защита – защита менее активным металлом (луженное железо). Особое требование – не допускать разрушение целостности покрытия.

в) нейтрализация тока, возникающего при коррозии, постоянным током, пропускаемым в противоположном направлении.

4. Изменение состава среды

а) добавление ингибиторов

Преподаватель: Теперь мы можем понять широко используемые на практике способы предупреждения и борьбы с коррозией. Однако они полностью не защищают металлы от разрушения, поэтому ученые заняты поиском новых, более перспективных способов защиты. Коррозия металлов осуществляется в соответствии с законом природы и поэтому ее нельзя полностью устранить, ее можно лишь замедлить.


  1. Закрепление (рефлексно-оценочный этап)

Выходной тест «Коррозия металлов»

Тест «Коррозия металлов»

1 вариант

вопроса

Текст задания

Инструкция: Обвести кружком букву правильного ответа

1

Металл более подверженный коррозии

а) 1s22s22p6

б) 1s22s22p63s23p63d54s2

в) 1s22s22p63s23p63d104s2

г) 1s22s22p63s23p1

2

Химическую коррозию вызывают

а) вода и кислород

б) оксиды углерода и серы

в) растворы солей

г) все перечисленные факторы

3

При контакте Ni и Fe в растворе кислоты

а) железо будет растворяться

б) железо будет восстанавливаться

в) никель будет растворяться

г) будет выделяться кислород

4

Способ защиты от коррозии, при котором в рабочую среду вводят вещества, уменьшающие агрессивность среды

а) лужение

б) использование нержавеющих сталей

в) протекторная защита

г) ингибирование

5

Способ защиты от коррозии, при котором железный лист покрывают слоем олова

а) лужение

б) использование нержавеющих сталей

в) протекторная защита

г) ингибирование

6

Наиболее активно корродирует

а) химически чистое железо

б) железо, покрытое слоем олова

в) техническое железо

г) сплав железа с титаном

7

Легирующий элемент, сообщающий стали коррозионную стойкость

а) Cr

б) Тi

в) Мо

г) Si

Тест «Коррозия металлов»

2 вариант

вопроса

Текст задания

Инструкция: Обвести кружком букву правильного ответа

1

Металл более подверженный коррозии

а) 1s22s22p63s23p1

б) 1s22s22p63s23p63d64s2

в) 1s22s22p63s23p63d104s2

г) 1s22s2

2

Электрохимическую коррозию вызывают

а) контакт металла с кислородом

б) контакт металла с оксидом углерода и серы

в) растворы солей

г) все перечисленные факторы

3

При контакте Ni и Fe в растворе кислоты

а) железо будет растворяться

б) железо будет восстанавливаться

в) наличие примесей в металле, контакт с другими металлами

г) контакт металла с водой

4

Способ защиты от коррозии, при котором создают контакт с более активным металлом

а) лужение

б) использование нержавеющих сталей

в) протекторная защита

г) ингибирование

5

Способ защиты от коррозии, при котором используют сталь, содержащей специальные добавки

а) лужение

б) использование нержавеющих сталей

в) протекторная защита

г) ингибирование

6

Наиболее активно корродирует

а) химически чистое железо

б) железо в отсутствии влаги

в) техническое железо во влажном воздухе

г) техническое железо в растворе электролита

7

Легирующий элемент, сообщающий стали устойчивость к воздействию кислот

а) Cr

б) Тi

в) Мо

г) Si



Система оценивания заданий

Задание с выбором одного правильного ответа

Правильный ответ 1 балл. Неправильный ответ 0 баллов.

Критериальный балл – 4.

2

3

4

5

1-3

4

5

6-7

Эталоны ответов

вопроса

1 вариант

2 вариант

1

а

б

2

а

в

3

в

г

4

г

в

5

а

б

6

в

г

7

в

г



  1. Домашнее задание. В сети интернет найти инновационные методы борьбы с коррозией с ссылкой на сайт.

Преподаватель: Ребята, ваши ожидания оправдались? Ответ положительный. Всем спасибо за урок.








Подайте заявку сейчас на любой интересующий Вас курс переподготовки, чтобы получить диплом со скидкой 50% уже осенью 2017 года.


Выберите специальность, которую Вы хотите получить:

Обучение проходит дистанционно на сайте проекта "Инфоурок".
По итогам обучения слушателям выдаются печатные дипломы установленного образца.

ПЕРЕЙТИ В КАТАЛОГ КУРСОВ

Автор
Дата добавления 25.07.2016
Раздел Химия
Подраздел Конспекты
Просмотров213
Номер материала ДБ-146710
Получить свидетельство о публикации
Похожие материалы

Включите уведомления прямо сейчас и мы сразу сообщим Вам о важных новостях. Не волнуйтесь, мы будем отправлять только самое главное.
Специальное предложение
Вверх