Tiểu luận Vai trò ý nghĩa của vấn đề ăn mòn với đời sống và sản xuất

www.themegallery.comĐẠI HỌC THÁI NGUYÊNTRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌCKHOA HÓA HỌC	Giáo viên hướng dẫn : TRƯƠNG THỊ THU THẢO	Sinh viên thực hiện 	: NHÓM 9	 Lớp	:HÓA K7NHÓM 9 TRẦN THỊ NHÀN VŨ THỊ CHU NGỌC HOÀNG THỊ HỒNG NHUNG TRẦN THỊ NGÀ VŨ THỊ NGÂNVai trò ý nghĩa của vấn đề ăn mòn với đời sống và sản xuấtChươ Mçi n¨m L­îng kim lo¹i bÞ ¨n mßn kho¶ng 80 %.Lượng kim lo¹i t¸i t¹o l¹i trong lß luyÖn kim kho¶ng 30%.L­îng kim lo¹i mÊt ®i khoảng 50 %¡n mßn kim lo¹i lµm thÊt tho¸t kho¶ng 4% tæng s¶n phÈm quèc d©n cña MÜVì vậy bảo việc nghiên cứu bảo dưỡng và bảo vệ chống ăn mòn, kéo dài thời gian sử dụng của các thiết bị, máy móc, tàu biển, các công trình ven biển.Rất có ý nghĩa về mặt khoa học kỹ thuật cũng như về mặt kinh tế. Các phương pháp chống ăn mòn:Ngăn không cho kim loại trực tiếp với môi trường.Phủ lên bề mặt kim loại một lớp bền vững đối với môi trường và có cấu tạo đặc khít. Không cho không khí và nước thấm qua. Phương pháp điên hóa.Chế tạo hợp kim ít bị ăn mòn. Mạ trên bề mặt kim loạiChế tạo hợp kim ít bị ăn mònHỢP KIM Cr- NiHỢP KIM Al- ZnHỢP KIM Al- FeHỢP KIM Al- Ni	 Ăn mòn điện hoá 1. Khái niệm: - Là quá trình oxh-khử do đó kim loại bị ăn mòn do tác dụng với dung dịch chất điện ly tạo ra dòng e chuyển từ cực âm tới cực dương. -Tốc độ ăn mòn điện hoá xảy ra khá mãnh liệt so với ăn mòn hoá học.2. Điều kiện xảy ra ăn mòn điện hóa: Thí nghiệm 1:Kẽm bị ăn mòn điện hóa họcThay lá đồng bằng lá kẽmZnCuZnZnDung dịch H2SO4 loãngCác điện cực phải khác nhau về bản chấtThí nghiệm 2: Hai kim loại nối với nhau bằng dây dẫnBỏ qua dây dẫnHai kim loại tiếp xúc trực tiếp với nhauZnCuZnCuZnCudung dÞch H2SO4 lo·ngdung dÞch H2SO4 lo·ngdung dÞch H2SO4 lo·ng 	C¸c ®iÖn cùc ph¶i tiÕp xóc trùc tiÕp hoÆc gi¸n tiÕp víi nhau qua d©y dÉnThí nghiệm 3: Thay dung dÞch H2SO4 lo·ng b»ng dung dÞch kh«ng ®iÖn lidung dÞch kh«ng ®iÖn liZnCudung dÞch H2SO4 lo·ngCuZnC¸c ®iÖn cùc cïng tiÕp xóc víi dung dÞch chÊt ®iÖn li Vậy: 	- Các điện cực khác nhau về bản chất( 2 cặp kim loại khác nhau hoặc cặp kim loại với phi kim, kim loại với hợp chất hóa học) . 	- Các điện cực phải tiếp xúc trực tiếp hoặc gián tiếp với nhau. 	- Các điện cực phải cùng tiếp xúc với dung dịch chất điện ly.3. Các quá trình cơ bản của ăn mòn điện hoá :	- Quá trình anốt	- Quá trình catốt	- Quá trình dẫn điện.	 1. Quá trình anot (xảy ra trên cực âm) là quá trình oxy hoá. Trong đó ion kim loại chuyển vào dung dịch và giải phóng điện tử	Vùng anot xảy ra quá trình oxi hoá tức là kim loại bị hoà tan:	Me – Ze ⎯→ Mez+	2. Quá trình catot (quá trình xảy ra trên cực dương) là quá trình khử. Trong đó các chất oxy hoá nhận điện tử do kim loại bị ăn mòn. – Nếu môi trường có ion H+ thì xảy ra phản ứng giải phóng hiđro:	ZH+ + Ze ⎯→ Z H2 – Nếu trong môi trường ăn mòn có mặt ion H+ và oxi thì xảy ra phản ứng tiêu thụ oxi:	3. Quá trình dẫn điện : các điện tử kim loại bị ăn mòn giải phóng sẽ di chuyển từ anốt tới ca tốt, còn các ion dịch chuyển trong dung dịch.	 Vùng anot a. Giai đoạn hoà tan kim loại để lại electron trên điện cực.  b. Giai đoạn chuyển sản phẩm của sự oxi hoá.  Vùng catot a. Chuyển các phần tử tích điện từ trong thể tíchdung dịch đến lớp dung dịch phần sát bề mặt bằng nhiềucách: hoặc sự khuếch tán do chênh lệch nồng độ, hoặcbằng sự điện di,hoặc bằng chuyển động đối lưu. b. Giai đoạn khử lớp vỏ xonvat hoá của phần tử tích điện. c. Giai đoạn phóng điện của ion H+ : 2H+ + 2e ⎯→ H2 d. Giai đoạn hấp phụ của sản phẩm Hhf trên bề mặt điện cực.  e. Chuyển sản phẩm vào dung dịch v.v....4. Các quá trình điện cực là ăn mòn với sự khử phân cực hidro 4.1 Khái niệm điện cực khí hidroSơ đồ điện cực hidro: Hx+/H2(pt)Phản ứng xảy ra trên điện cực : 2H+ + 2e H2Có thể nói điện cực hidro là điện cực làm việc thuận nghịch với catrion.Phương trình nernst ở 25C:Áp suất khí hidro bằng đơn vị pH2 = 1 atm và aH2 ta có:Gọi là thế điện cực tiêu chuẩn của hidro. Sự có mặt của chất oxi hoá có thế oxi hoá khử dương hơn so với thế oxi hoá khử của hệ 2H+ + 2e H2 sẽ làm tăng tốc độ ăn mòn kim loại. Ví dụ: Sự ăn mòn kim loại Me trong môi trường axit (H2SO4) không có mặt oxi và có thêm ion Fe3.Phản ứng anot 	 (1)Phản ứng catot:	 (2)Và Do thế của hệ dương so với hệ hiđro cho nên khả năng nhận điện tử của ion Fe lớn hơn so với ion H+ và thúc đẩy phản ứng anot và làm tăng tốc độ ăn mòn. Có thể nói rằng dòng khử catot gồm hai phần - khử ionFe3+ và khử H+ vậy:Có thể nói rằng, các yếu tố ảnh hưởngđến quá trình khử catot, đặc biệt đối với quá trình khửhiđro rất có ý nghĩa đối với việc nghiên cứu ăn mòn kimloại. Các giai đoạn điện cực: gồm 6 giai đoạnCác ion H+ bị hydrat hóa tại ion hydroxon và khuếch tán đến bề mặt catot.2. Ion Hydroxon phóng điện tạo ion hấp phụ H+.H2O + e → Hhp + H2O 3. Một phần nguyên tử Hydro tạo thành hòa tan vào kim loại4. Khử hấp phụ điện hóa hay kết hợp các nguyên tử hấp phụ thành phân tử:	2Hhp = H2 hoặc Hhp + H+.H2O +e = H2 + H2O5. Khuếch tán các phân tử H2 vào dung dịch rồi vào không khí. 6. Các phân tử H2 trên bề mặt catot tập hợp lại thành bọt khí thoát ra khỏi bề mặt kim loại 4.2 Cấu tạo điện cực oxi: OH- / O2 (Pt)  Khác với điện cực hiđro, điện cực oxi là điện cực khôngthuận nghịch vì oxi có thể phản ứng với kim loại bị hấpphụ.Oxy trong không khí khuếch tán vào dung dịch qua bề mặt K - L.Oxy hòa tan vào dd nhờ đối lưu tự nhiên hay cưỡng bứcChuyển oxy qua lớp PranChuyển Oxy qua lớp khuếch tán Ion hóa oxy. Khuếch tán ion OH- ra dung dịchTrong môi trường kiềm:Về mặt động học các phản ứng trên được xem là thuận nghịch, do đó thế cân bằng ứng với các giá trị sau:Trong môi trường axit:O2ChươNếu kim loại sắt nhúng trong môi trường axit chứa oxi trong không khí hoà tan, sự ăn mòn điện hoá xảy ra: Tại anot: Tại catot:Thế điện cực ứng tại catot ở trạng thuận nghịch bằng:Nếu pH = 7 và t = 25 0C, áp suất riêng của oxi trong nước bằng Vậy Phản ứng catot khử oxi chiếm ưu thế thì các kim loại có thế điện cực dương hơn thế tiêu chuẩn hiđro và nhỏ hơn giá trị +0,81V sẽ bị ăn mòn điện hoá tiêu thụ oxi.www.themegallery.comĐẠI HỌC THÁI NGUYÊNTRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌCKHOA HÓA HỌC	Giáo viên hướng dẫn : TRƯƠNG THỊ THU THẢO	Sinh viên thực hiện 	: NHÓM 9	 Lớp	:HÓA K7