Đề bài Show Có những vật bằng sắt được tráng thiếc hoặc tráng kẽm. a. Giải thích vì sao thiếc và kẽm có thể bảo vệ được kim loại sắt. b. Nếu trên bề mặt của những vật đó có những vết sây sát tới lớp sắt bên trong, hãy cho biết: - Có hiện tượng gì xảy ra khi để những vật đó trong không khí ẩm. - Trình bày cơ chế ăn mòn đối với những vật trên. Lời giải chi tiết a) - Sắt tráng thiếc (sắt tây) thường được dùng các hộp chứa thức ăn đóng hộp do bảo quản được lâu, hộp kim loại bền, không bị oxi hoá bởi môi trường. Trong dãy điện thế Fe đứng trước Sn nên khi bị oxi hoá thì Fe sẽ bị oxi hoá trước nhưng do Fe được một lớp Sn phủ bên ngoài cách biệt với môi trường nên vẫn nguyên vẹn. - Sắt tráng kẽm, Zn đóng vai trò như vật hy sinh, thường được đặt ở phần chìm của thân tàu biển, khi vỏ tàu bị oxi hoá thì Zn bị ăn mòn còn vỏ tàu vẫn nguyên vẹn. b) - Hiện tượng: khi có những vết sây sát đến lớp sắt phía trong và để những vật đó trong không khí ẩm sẽ xảy ra hiện tượng ăn mòn điện hoá. Ở những chỗ sâu sát trên vật tráng thiếc (Sn) xuất hiện vật rắn màu nâu đỏ (gỉ sắt). Trên vật tráng kẽm (Zn) xuất hiện chất rắn dưới dạng bột màu trắng ( hợp chất của kẽm). -Cơ chế xảy ra ăn mòn: + Vật bằng sắt tráng thiếc: Anot ( cực âm): \(Fe \to F{e^{2 + }} + 2e\) Canot (cưc dương): \({O_2} + 2{H_2}O + 4e \to 4O{H^ - }\) \( \Rightarrow \) \(Fe\) bị ăn mòn điện hoá. + Vật bằng sắt tráng kẽm: Anot (cực âm): \(Zn \to Z{n^{2 + }} + 2e\) Catot (cực dương): \({O_2} + 2{H_2}O + 4e \to 4O{H^ - }\) \( \Rightarrow \) \(Zn\) bị ăn mòn điện hoá, \(Fe\) được bảo vệ. loigiaihay.com
Đề bài Sự ăn mòn sắt thép là quá trình oxi hóa khử a) Giải thích và viết phương trình hóa học của phản ứng hóa học xảy ra khi sắt, thép bị ăn mòn. b) Kẽm hoặc thiếc tráng ngoài vật bằng sắt, thép có tác dụng bảo vệ sắt khỏi bị ăn mòn. Hãy giải thích một thực tế là sau một thời gian sử dụng thì vật được tráng bằng kẽm có hiệu quả bảo vệ tốt hơn vật được tráng thiếc. Biết \(E_{Z{n^{2 + }}/Zn}^0 = - 0,76V\,;\,E_{F{e^{2 + }}/Fe}^0 = - 0,44\,V\,;\,E_{S{n^{2 + }}/Sn}^0 = - 0,14V.\) c) Vì sao thiếc được dùng nhiều hơn kẽm để bảo vệ kim loại dùng chế tạo hộp đựng thực phẩm. Còn kẽm lại được dùng thiếc để bảo vệ ống dẫn nước, xô chậu..,? Lời giải chi tiết a) Sắt, thép bị ăn mòn trong không khí ẩm đó là ăn mòn điện hóa. - Sắt, thép có chứa tạp chất là cacbon và một số kim loại khác đóng vai trò các điện cực. - Trong màng nước trên bề mặt sắt, thép có những chất tan như \(CO_2\) …tạo thành môi trường điện li. - Trong môi trường điện li, giữa sắt và tạp chất xuất hiện những pin điện hóa. + Tại cực âm sắt bị oxi hóa: \(Fe \to F{e^{2 + }} + 2e.\) + Tại cực dương oxi của không khí bị khử: \(2{H_2}O + {O_2} + 4e \to 4O{H^ - }\) + Những ion trong màng nước tác dụng với nhau tạo ra kết tủa \(F{e^{2 + }} + 2O{H^ - } \to Fe{(OH)_2} \downarrow \) + Kết tủa tạo ra trong không khí tạo thành gỉ sắt. \(4Fe{(OH)_2} + {O_2} + 2{H_2}O\buildrel {} \over b) Kẽm hoặc thiếc tráng ngoài vật bằng sắt, thép có tác dụng bảo vệ chống ăn mòn. Nhưng trên thực tế vật được tráng bằng kẽm có hiệu quả bảo vệ tốt hơn vật được tráng bằng thiếc là do: thế điện cực chuẩn của sắt nhỏ hơn thế điện cực chuẩn của thiếc. sắt là cực âm nên bị ăn mòn. Ngược lại thế điện cực chuẩn của kẽm nhỏ hơn thế điện cực chuẩn của sắt. kẽm là cực âm nên bị ăn mòn. c) Thiếc được dùng nhiều hơn kẽm để bảo vệ những đồ hộp đựng thực phẩm vì thiếc rẻ và bền trong không khí, trong nước, trong chất hữu cơ có tính axit yếu và không độc. Kẽm thường được dùng nhiều hơn thiếc để bảo vệ ống dẫn nước, xô, chậu…là vì kẽm bảo vệ hơn thiếc. Logiaihay.com Để bảo vệ vỏ tàu biển người ta dùng phương pháp chống ăn mòn kim loại. Các thiết bị, máy móc, phương tiện tàu biển, các kết cấu công trình, các vật liệu kim loại…. sau một thời gian làm việc, sẽ bị gỉ sét và dần dần bị ăn mòn trong điều kiện môi trường sử dụng. Các hiện tượng trên là do quá trình ăn mòn kim loại gây nên. Nhằm giúp cho học sinh biết cách vận dụng kiến thức để giải thích hiện tượng trong cuộc sống. Hôm nay cùng Từ Điển Hóa Học giải thích quá trìnhăn mònvỏ mạntàuthủy. Đồng thời giải thích vì sao các cơ sở đóng tàu thường gắn một miếng kim loại Kẽm trên tàu. 1. Cơ sở lý thuyết ăn mòn kim loại tàu biển1.1. Khái niệm ăn mòn kim loạiLà sự phá hủy kim loại hoặc hợp kim của chúng do tác dụng hoá học hoặc tác dụng điện hoá giữa kim loại và môi trường bên ngoài.  1.2. Phân loại ăn mòn kim loại1.2.1. Ăn mòn hóa họcLà quá trình oxi hóa khử, trong đó các electron của kim loại được chuyển trực tiếp đến các chất trong môi trường. Ví dụ: Các vật dụng bằng sắt để ngoài không khí sẽ bị rgỉ sét 3Fe + 4H2O→Fe3O4+ 4H2 2Fe + 3Cl2→2FeCl3 3Fe + 2O2→Fe3O4 Ăn mòn hóa học thường xảy ra ở những bộ phận của thiết bị lò đốt hoặc những thiết bị thường xuyên phải tiếp xúc với hơi nước và khí oxi… 1.2.2. Ăn mòn điện hóaLà quá trình oxi hóa 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. Thí dụ: phần vỏ tàu biển chìm trong nước, ống dẫn đặt trong lòng đất, kim loại tiếp xúc với không khí ẩm… Do vậy, ăn mòn điện hóa là loại ăn mòn kim loại phổ biến và nghiêm trọng nhất – Sự ăn mòn điện hóa một vật bằng gang (hợp kim Fe – C)(hoặc thép) trong môi trường không khí ẩm có hòa tan khí CO2, SO2, O2… sẽ tạo ra một lớp dung dịch điện li phủ bên ngoài kim loại.
– Tinh thế Fe (cực âm), tinh thể C là cực dương. – Điều kiện để xảy ra ăn mòn điện hóa: phải thỏa mãn đồng thời 3 điều sau:
– Ăn mòn điện hóa thường xảy ra khi cặp kim loại (hoặc hợp kim) để ngoài không khí ẩm, hoặc nhúng trong dung dịch axit, dung dịch muối, trong nước không nguyên chất… 2. Các biện pháp chống ăn mòn kim loại2.1. Phương pháp bảo vệ bề mặt– Phủ lên bề mặt kim loại một lớp sơn, dầu mỡ, chất dẻo… – Lau chùi, để nơi khô ráo thoáng Kỹ sư đang sơn lớp phủ để bảo vệ loại để chốngăn mòn kim loại tàu biển 2.2. Phương pháp điện hóa– Dùng một kim loại là “vật hi sinh” để bảo vệ vật liệu kim loại:
3. Ăn mòn kim loại tàu biểnSự ăn mòn kim loại tàu biển diễn ra rất nhanh và mạnh trong nước biển. Điều kiện môi trường này xảy ra sự phá hủy kim loại do ăn mòn điện hóa. Sự ăn mòn các con tàu kim loai khổng lồ, hiện đại đã đặt ra nhiều nghiên cứu để khác phục hiện tượng tai hại này. Có một biện pháp mà nhiều bạn đọc thắc mắc là vì sao, gắn tấm kim loại kẽm vào tàu biển có thể chốngăn mòn kim loại tàu biển. Vì sao ở các cơ sở đóng tàu thường gắn một miếng kim loại Kẽm Zn ở phía sau đuôi tàu để Chống ăn mòn kim loại? Sự ăn mòn kim loại đặc biệt là ăn mòn điện hóa hàng năm gây tổn thất thật nghiêm trọng cho nền kinh tế quốc dân. Con người luôn cố gắng tìm ra những phương pháp chống ăn mòn kim loại. Phương pháp điện hóa để chống ăn mòn kim loại.Dùng kim loại Kẽm để bảo vệ vỏ tàu biển như trên rất hiệu quả và được ứng dụng rất rộng rãi. Thân tàu biển được chế tạo bằng gang thép. Gang thép là hợp kim của sắt, cacbon và một số nguyên tố khác. Đi lại trên biển, thân tàu tiếp xúc thường xuyên với nước biển là dung dịch chất điện li nên sắt bị ăn mòn, gây hư hỏng. Để bảo vệ thân tàu người thường áp dụng biện pháp sơn nhằm không cho gang thép của thân tàu tiếp xúc trực tiếp với nước biển. Nhưng ở phía đuôi tàu, do tác động của chân vịt, nước bị khuấy động mãnh liệt nên biện pháp sơn là chưa đủ. Do đó mà phải gắn tấm kẽm vào đuôi tàu. Vì khi gắn miếng Zn lên vỏ tàu bằng thép sẽ hình thành một pin điện, phần vỏ tàu bằng thép là cực dương, các lá Zn là cực âm và bị ăn mòn theo cơ chế: – Ở anot (cực âm): Zn → Zn2++ 2e – Ở catot (cực dương): 2H2O + O2+ 4e → 4OH– Khi đó sẽ xảy ra quá trình ăn mòn điện hóa. Kẽm là kim loại hoạt động hơn sắt nên bị ăn mòn, còn sắt thì không bị mất mát gì. Sau một thời gian miếng kẽm bị ăn mòn thì sẽ được thay thế theo định kỳ. Việc này vừa đở tốn kém hơn nhiều so với sửa chữa thân tàu. Hiện tượng ăn mòn kim loại –ăn mòn kim loại tàu biểnđang xảy ra phổ biến trong đời sống. Tuy nhiên, hiện tượng này đã được nhiều nhà khoa học nghiên cứu và tìm ra cách chống lạisự ăn mòn kim loạinhư sơn chống ăn mòn, các kim loại hy sinh bảo vệ kim loại, hay nghiên cứu các vật liệu chống ăn mòn,…
2.2 / 5 ( 50 bình chọn )
|
