Тема : Коррозия металлов и способы защиты от коррозии
Парфёнова Н.А.
учитель химии
ООШ №1 г. Славянска
Цели урока:
1) изучить сущность процесса коррозии металлов и способы защиты от коррозии; научить использовать приобретённые знания для объяснения явлений окружающей среды;
2) развивать умения наблюдать, сравнивать, обобщать, делать самостоятельные выводы, работать с учебником; развивать познавательный интерес к предмету, используя межпредметные связи;
3) воспитывать активную личность, умеющую высказывать своё мнение; воспитывать культуру речи; воспитывать гармонично развитую личность.
Оборудование и материалы: 1) мультимедийный проектор;
2) компьютерная презентация по теме урока;
3) портрет В. Кистяковского
4) 5 стаканов, 5 железных гвоздей, проволока медная и цинковая, вода кипячёная, р-ры NaCl, NaOH.
Тип урока: урок изучения нового материала.
Ход урока
I. Организационный момент
II. Актуализация опорных знаний
Беседа
1) Почему большинство металлов в природе встречаются в виде соединений?
2) Какие металлы в земной коре встречаются в чистом виде? Почему?
3) Какие соединения называют минералами?
4) Какие соединения называют рудами?
5)
III. Изучение нового материала
Многие химические соединения при обычных условиях более стойкие, чем металлы. Именно поэтому в рудах большинство металлов содержится не в чистом виде, а в виде химических соединениях.
Приходится применять сложные и очень электроёмкие процессы, чтобы выделить металлы из химических соединений, в составе которых они содержатся в рудах. Но у металлов есть враг, который приводит к огромным потерям металлов. Ежегодно более 10% производимого железа разрушается и превращается в ржавчину.
Под действием ветра, дождя, снега, грунтовой влаги металлические материалы постепенно разрушаются и снова переходят в состав соединений, подобных тем, в составе которых они содержались в рудах.
А как же по-другому называется этот процесс? – Коррозия.
Итак, тема нашего урока: Коррозия металлов и способы защиты от коррозии.
(слайд 1 - ) Тема урока
3.1 Понятие коррозии
Слово коррозия происходит от латинскогo corrodere, 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 широких слоёв людей в связи с тем, что от кислотных дождей катастрофически страдают памятники (здания и скульптуры), выполненные из известняка или мрамора.
Таким образом, коррозией называют самопроизвольный процесс разрушения материалов и изделий из них под химическим воздействием окружающей среды.
(слайд 2 - ) Определение коррозии
Процессы физического разрушения к коррозии не относят, хотя часто они наносят не меньший вред памятниками культуры. Их называют истиранием, износом, эрозией.
Ржавлением называют только коррозию железа и его сплавов.
(слайд 3- коррозия железа)
Другие металлы корродируют, но не ржавеют.
(слайд 4 - коррозия меди )
(слайд 5 - коррозия серебра)
(слайд 6 - Тема урока)
3.2 Сущность процесса коррозии
Хотя корродируют практически все металлы, в повседневной жизни человек чаще всего сталкивается с коррозией железа. Поэтому сущность процесса коррозии мы рассмотрим на примере ржавления железа.
Наиболее опасным для металлов компонентами окружающей среды являются кислород О2 , водяной пар Н2О, карбона (IV) оксид СО2 , сульфура(IV) оксид SO2 , нитрогена (IV) оксид NO2 .
Коррозионное разрушение железа и его сплавов под действием кислорода:
4Fe + 3O2 = 2Fe2 O3
Часто коррозия развивается во влажном воздухе, а также при контакте металла с растворами электролитов.
2Fe + 2H2 O + O2_ = 2Fe(OH)2
4Fe(OH)2 + 2H2O +O2=4Fe(OH)3
Задание : 1) Укажите степени окисления элементов и с помощью метода
электронного баланса расставьте коэффициенты.
Беседа : 1) Какие реакции называются окислительно-восстановительными.
2) Какие процессы называют процессами восстановления ?
3) Какие процессы называют процессами окисления?
(слайд 7 - Определение коррозии)
Коррозия- это окислительно - восстановительный процесс, при котором атомы металлов переходят в ионы.
При использовании металлических материалов всех интересует вопрос скорости протекания коррозии. Давайте выясним, от чего зависит скорость коррозии.
(Слайд 8 – проведение опыта)
Демонстрация опыта
Стакан №1
Железный гвоздь+ Н2О
Слабая коррозия, т.к. вода-слабый электролит
Стакан №2
Железный гвоздь+р-р NaCl
Скорость коррозии больше, следовательно NaCl ускоряет коррозии
Стакан №3
Жел. Гвоздь+ Cu+р-р NaCl
Скорость коррозии велика при контакте с более слабым металлом
Стакан №4
Жел. Гвоздь+ Zn+р-р NaCl
Скорость коррозии небольшая, т.к. корродирует Zn, как более активный металл
Стакан №5
Жел. Гвоздь+р-р NaCl+NaOH
Коррозии нет , следовательно ионы ОН- её замедляют
(слайд 9- Тема урока)
3.4 Ущерб, причиняемый коррозией
Коррозия причиняет огромный ущерб. По подсчётам экономистов , убытки, причиняемые коррозией, во много раз больше, чем убытки, которые причиняет человечеству такая беда, как пожары. И это не удивительно. Пламя действует редко, а коррозия «работает» почти всё время, ни на минуту не останавливая свою работу- разъедание.
Самостоятельная работа с учебником- составление конспекта.
Вред, причиняемый коррозией :
- потеря металлов
-разрушение металлических материалов в аппаратах химической промышленности (под влиянием кислот, щелочей, высокой температуры и давления)
-выход из строя деталей машин , оборудования, сооружений
-загрязнение окружающей среды
-очень дорогая защита от коррозии.
(Слайд 10- Ущерб, наносимый коррозией)
Знаете ли вы, что является символом Парижа? – Эйфелева башня.
(Слайд 11- Эйфелева башня)
31 марта этого года исполняется120 лет со дня завершения её строительства. Но, к сожалению, она неизлечимо больна, ржавеет и разрушается, и только постоянная химиотерапия помогает бороться с этим смертельным недугом. Её красили 18 раз, отчего её масс 9000 т каждый раз увеличивается на 70 тонн.
В III веке до н. э. на острове Родос был построен маяк в виде огромной статуи Гелиоса высотой 34 м. Коллос Родосский считался одним из чудес света. Изображение статуи не сохранилось. Существует несколько предположений как она выглядела.
(Слайд 12- Коллос Родосский)
Но , к сожалению, он просуществовал всего 66 лет и рухнул во время землетрясения. Оказывается, у Коллоса Родосского бронзовая оболочка была смонтирована на железном каркасе. Под действием влажного, насыщенного солями средиземноморского воздуха железный каркас разрушился.
(Слайд 13- Тема урока.)
3.5 Методы защиты от коррозии
С давних времён людей интересовало, как защитить металлы от коррозии.
Люди пытались защитить металлы от атмосферного воздействия с помощью жира, масел, а позднее и покрытием другими металлами и, прежде всего, легкоплавким оловом (лужением). В трудах древнегреческого историка Геродота (V в. до н.э.) уже имеется упоминание о применении олова для защиты железа от коррозии.
Задачей химиков было и остается выяснение сущности явлений коррозии, разработка мер, препятствующих или замедляющих ее протекание. Коррозия металлов осуществляется в соответствии с законами природы и потому ее нельзя полностью устранить, а можно лишь замедлить.
Одним из учёных , изучавших данную проблему, был Владимир Кистяковский, который в начале 20 века разработал теорию коррозии металлов и практические способы защиты от неё.
Основные методы защиты от коррозии
 |
Применение защитных покрытий
 |
неметаллические покрытия (краски, эмали, лаки и др.)
металлические покрытия (никель, хром, серебро,медь)
 |
Изготовление сплавов, стойких
к коррозии
 |
Части машин, инструменты изготавливают из нержавеющей стали
 |
|||
 |
|||
Электрохими-ческие методы
защиты
 |
изготовление заклёпок из более активных металлов;
протекторная защита(прикрепление пластинок из более активных металлов)
Изменение состава среды
|
добавление ингибиторов
(слайд 14- неметаллические покрытия)
(слайд 15 –металлические покрытия)
(слайд 16- изделия из нержавеющей стали)
(слайд 17- протекторная защита)
(слайд 18-применение ингибиторов)
Очень распространённым является использование нержавеющих сплавов. Многие из стальных изделий, используемых в быту(кухонная утварь, посуда, баки стиральных машин и др.) изготовлены из нержавеющей стали. Нержавеющую сталь разработал в 1913 году химик Гарри Бриартли. Его сталь с высоким содержанием хрома не растворялась в кислоте, а оставленные в лаборатории образцы сохраняли первоначальный блеск. Нержавеющая сталь не подвергается коррозии вследствие образования пленки оксида хрома (III), которая непроницаема для воздуха и воды и защищает металл. Эта плёнка невидима для глаза и не скрывает естественный блеск металла. Нержавеющая сталь дорога, и её использование не всегда оправдано.
Иногда железо покрывают тонким слоем другого металла. Некоторые изготовители делают кузова автомобилей из стали с защитным цинковым покрытием. При такой обработке образуется слой оксида цинка, и если покрытие не повреждено, оно хорошо защищает от ржавчины. Даже если покрытие имеет изъяны, стальной корпус машины все- таки защищён от быстрого разрушения, так как в этой системе преимущественно корродирует цинк, а не железо. Этот метод называют «протекторной защитой».
В наши дни цинковые блоки используют для защиты от коррозии нефтедобывающих платформ в морях: коррозия дорогостоящих сложных стальных конструкций переводится на куски металла, которые легко заменить.
Через определенные промежутки на протяжении всей опоры, находящейся в море, прикреплены цинковые блоки. Поскольку цинк более активен, чем железо (находится левее в электрохимическом ряду напряжений), то преимущественно окисляется цинк, а железная поверхность остаётся нетронутой.
Аналогичный принцип используется для защиты железобетонных конструкций жилых домов, в которых все железные прутья соединены друг с другом и соединяются с куском магния, который зарыт в землю.
Наилучшим способом защиты железа от коррозии является получение высоко очищенного вещества. Так в 20 веке в Индии был найден столб высотой около 3 м , изготовлены из чистейшего железа. Этот столб простоял несколько тысячелетий и до сих пор нисколько не прокорродировал и даже не потерял своего металлического блеска. До сих пор неизвестно происхождение этого реликта, так как неизвестно, существовала ли в то время технология изготовления железа такой высокой чистоты.
Самые древние железные изделия – бусы были найдены в дофараонвском Египте в стоянках раннего медного века. Этим бусам около 6 тыс. лет.
В гробнице фараона Тутанхамона был обнаружен железный кинжал.
В Месопотамии также найден кинжал из этого металла, изготовленный 5100 лет назад.
Все эти находки относятся к более раннему периоду, чем нижняя граница железного века (IX-VII вв. до н.э.), когда люди научились выплавлять железо.
Первоначально человек использовал самородное железо. Его происхождение считают метеоритным, т.е. космическим, а не земным.
Поэтому первые изделия из железа(они изготавливались из самородков) ценились очень высоко - гораздо выше, чем из серебра и даже золота.
IV. Обобщение и систематизация
Беседа
1) Что такое коррозия?
2) Под влиянием чего происходит коррозия?
3) Почему коррозию относят к окислительно - восстановительным реакциям?
4) Какие факторы влияют на скорость коррозии?
5) Какие способы защиты от коррозии вы знаете? Какие из них вы использовали в своей повседневной жизни?
V. Подведение итогов урока
VI. Домашнее задание (слайд 19)
1) Выучить параграф 26
2) Повторить параграф 16
3) Составить тест по теме урока из 12 вопросов (оформить на листах формата А4 )
Рабочие листы
к вашим урокам
Скачать
Конспект урока по теме "Коррозия металлов и способы защиты от коррозии " . Цели данного урока: 1) изучить сущность процесса коррозии металлов и способы защиты от коррозии; научить использовать приобретённые знания для объяснения явлений окружающей среды;
2) развивать умения наблюдать, сравнивать, обобщать, делать самостоятельные выводы, работать с учебником; развивать познавательный интерес к предмету, используя межпредметные связи;
3) воспитывать активную личность, умеющую высказывать своё мнение; воспитывать культуру речи; воспитывать гармонично развитую личность.
6 664 172 материала в базе
Настоящий материал опубликован пользователем Парфёнова Наталия Анатольевна. Инфоурок является информационным посредником и предоставляет пользователям возможность размещать на сайте методические материалы. Всю ответственность за опубликованные материалы, содержащиеся в них сведения, а также за соблюдение авторских прав несут пользователи, загрузившие материал на сайт
Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.
Удалить материал
Ваша скидка на курсы
40%
Курс повышения квалификации
72/108 ч.
Курс повышения квалификации
36 ч. — 144 ч.
Курс профессиональной переподготовки
300 ч. — 1200 ч.
Мини-курс
5 ч.
Мини-курс
8 ч.
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.