ĐỀ CƯƠNG ĂN MÒN VÀ BẢO VỆ VẬT LIỆU

Thụ động kim loại là một biện pháp bảo vệ kim loại khỏi bị ăn mònnhờ giảm tốc độ ăn mòn. Mặt kim loại được phủ một màng mỏng oxithoặc hiđroxit kim loại rất sít (cũng có thể do hấp phụ mạnh tạo mộtlớp màng oxi phân tử hoặc ion thụ động) do đó giảm quá trình hoà tananôt. Thụ động hóa kim loại bằng phương pháp hoá học (cho kim loạitác dụng với chất oxi hoá trong điều kiện xác định) hoặc bằng phươngpháp điện hoá (phản ứng oxi hoá khử với kim loại dùng làm điệncực)....
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
ĐỀ CƯƠNG ĂN MÒN VÀ BẢO VỆ VẬT LIỆU U ĐỀ CƯƠNG ĂN MÒN VÀ BẢO VỆ VẬT LIỆUCâu 1: Trình bày sự hiểu biết của mình về sự thụ động kim loại?Liên hệ thực tế và cho ví dụ minh họa.Trả lời: Thụ động kim loại là một biện pháp bảo vệ kim loại khỏi bị ăn mònnhờ giảm tốc độ ăn mòn. Mặt kim loại được phủ một màng mỏng oxithoặc hiđroxit kim loại rất sít (cũng có thể do hấp phụ mạnh tạo mộtlớp màng oxi phân tử hoặc ion thụ động) do đó giảm quá trình hoà tananôt. Thụ động hóa kim loại bằng phương pháp hoá học (cho kim loạitác dụng với chất oxi hoá trong điều kiện xác định) hoặc bằng phươngpháp điện hoá (phản ứng oxi hoá khử với kim loại dùng làm điệncực).Có thể tạo thụ động kim loại bằng cách dùng chất ức chếanod._Kim loại khi để trong môi trường sẽ bị các tác nhân ăn mòn củamôi trường gây ra phản ứng oxi hóa ở anot, gây mòn anot ở kimloại.Khi cho chất ức chế anot vào thì khi đó sẽ kích thích phản ứngtạo màng. Nếu tốc độ của phản ứng tạo màng lớn hơn tốc độ phảnứng anốt, thì kim loại sẽ bị thụ động.Kết quả là kim loại được bảovệ.V í dụ:Câu 2 :Trình bày ảnh hưởng của bản chất kim loại đến quá trìnhăn mòn kim loại? Liên hệ thực tế và cho ví dụ minh họa.Trả lời:Ảnh hưởng của bản chất kim loại đến quá trình ăn mòm kim loại 1a) điện thế cân bằng và điện thế ăn mòn:Về mặt nhiệt động học,khả năng bị ăn mòn của kim loại được xemxét thông qua thế điện cực cân bằng.Tốc độ ăn mòn ban đầu được tính theo công thức:Trong đó: R là điện trở của pin ăm mòn là thế điện cực cân bằng là thế điện cực ăn mònNếu > thì > 0 tức kim loại bị ăn mòn và ngược lạiVí dụ:Trong môi trưòng trung tính( PH=7) đã được khử oxy thì phản ứngcatot sẽ là: Điện thế cân bằng của phản ứng khử hydro ở trên được tính theo công thức: Vì vậy kim loại nào có âm hơn -0.413 V sẽ bị ăm mòn.b) ảnh hưởng của cấu trúc và thành phần của hợp kim: 2 Vật liệu kim loại sử dụng trong các ngành kinh tế thường là dướidạng hợp kim,do đó ảnh hưởng của hợp kim ảnh hưởng tới quá trìnhăn mòn.-Những hợp kim nhiều pha nói chung kém bền ăn mòn vì các phathường có thế điện cực khác nhau do đó sẽ hình thành các pin ăn mòngalvanic.-Các hợp kim một pha là dung dịch rắn thường bền ăn mòn hơn.Khi cho thêm vào hợp kim những nguyên tố có thế điện cực cao có thểlàm cho điện thế của điện thế cảu hợp kim dịch chuyển về phíadương hơn và do đó làm cho hợp kim có tính bền nhiệt động với ănmòn tốt hơn. Ví dụ; Hợp kim Fe-Cr với tỉ lệ nguyen tử Cr là 1/8 ( tức khoảng 11,7%Cr) thì sẽ bền ăn mòn trong axit HN03 với bất kỳ nồng độ nào ở 25.-Khả năng thụ động thường liên quan đến bản chất của màng oxithình thành trên bề mặt.dựa vaog màng oxit hình thành trên bề mặtngười ta có thể chia kim loại thành các nhóm sau: - những kim loại có màng oxit hoà tan cả trông axit lẫn kiềm ( ví dụ:Zn,Al,Pb,Sn) thì tốc độ ăn mòn thay đổi theo pH - Những kim loại có màng oxit dễ ta trong môi trường axit( Ca,Mg,Fe,Ni,Cu,Co) thì chúng bền ăn mòn trong môi trường kiềm - Những kim loại có amngf oxit dễ tan trong môi trường kiềm( Si,P,Cr,V) chúng bền ăn mòn trong môi trường axit. 3 - Những kim loại có màng oxit khó tan trong môi trường axit lẫnkiềm( Pt,Ag,Ti) thì bền ăn mòn trong mọi môi trường , tốc độ ăn mònkhông thay đổi theo pH.Câu 3:Trình bày ảnh hưởng của môi trường đến quá trình ănmòn kim loại? Liên hệ thực tế và cho ví dụ minh họa.Trả lời: a) Ảnh hưởng của độ pH : Ta bieát raèng hoaï t ñoä cuûa ion hiñro t rongmoâi t röôøng ñöôïc bieåu thò baèng chæ soá ñoäpH. Với moâi t röôøng axi t th ì pH 7. Ñoä pH cuûa moâi t röôøng coùtheå aûnh höôûng t rö ï c t ieáp hoaëc giaùn t ieáp . AÛnh höôûng tröïc tieáp: Ñoä pH aûnh höôûngtröïc tieáp ñeán toác ñoä aên moøn ñieän hoaùkhi ion H + hoaëc OH- tröïc tieáp tham gia vaøo quaù trìnhñieän cöïc. Neáu taêng noàng ñoä OH- ( hay taêng ñoä pH ) thì seõngaên caûn quaù trình khöû phaân cöïc cuûa phaûn öùng. Neáu quaù trình catoât khoâng coù söï haáp thuï haytaïo thaønh H+ hay OH- VD: Cu++ + e → Cu+ thì ñoä pH khoâng aûnh höôûngtröïc tieáp ñeán quaù trình catoât. AÛnh höôûng giaùn tieáp: Ñoä pH coù theå chæaûnh höôûng moät caùch giaùn tieáp ñeán toác ñoä aênmoøn, khi thay ñoåi ñoä pH aûnh höôûng ñeán khaû naêng 4taïo maøng thuï ñoäng hoaëc hoaø tan saûn phaåm aênmoøn, laøm maát khaû naêng baûo veä cuûa maøng. Söï phuï thuoäc toác ñoä aên moøn ñieän hoaù vaøoñoä pH cuûa moâi tröôøng ñoái vôùi taát caû caùc kimloaïi ñöôïc chia ra laøm 5 nhoùm: + Caùc kim loaïi beàn caû moâi tröôøng axit vaø moâitröôøng kieàm (Au, Pt, Ag). + Caùc kim loaïi khoâng beàn trong moâi tröôøng axit,keùm beàn trong moâi tröôøng trung tính, nhöng beàntrong moâi tröôøng kieàm (Mg, Mn, Fe). + Caùc kim loaïi ...