Презентация на тему "Коррозия"

Содержание

• 
  Слайд 1

  Коррозия

  Автор: Резванова Дарья, Ученица 8 классаГБОУ СОШ №484

  Руководитель Бирюкова З.В., Учитель химии ГБОУ СОШ №484г.Санкт – Петербург 2012 год

  Исследовательская работа по химии

• 
  Слайд 2

  Спонгиоз серого чугуна

  1. Содержание:
  2. Введение
  3. Теоретическая часть
  4. Практическая часть
  5. Цель
  6. Методика проведения работы
  7. Экспериментальные данные
  8. Анализ экспериментальных данных:
     • таблица образцов
     • фотоматериалы
  9. Заключение
  10. Литература
• 
  Слайд 3
  

  • Ограда Михайловского сада.
  • Решетка Большого Конюшенного моста.
  • Ограда Мариинской больницы.
• 
  Слайд 4

  Введение

  Цель исследования:

  • Изучить влияние параметров технологического режима на процесс коррозии серого чугуна.
  • Объектом исследования: будет выступать коррозия.
  • Предмет исследования: спонгиоз серого чугуна.

  Задачи исследования:

  Выполнить эксперимент в лабораторных условиях с конкретными образцами материала (серогочугуна) и раствора хлорида натрия; убедиться в образовании спонгиоза в растворе электролита,доказать существование коррозии, как естественного процесса, сделать выводы.

  Методы решения:

  • Изучение научной литературы
  • Схем и документов;
  • Выбор исследуемого объекта;
  • Сбор собственного материала, его анализ и обобщение;
  • Моделирование процесса коррозии.
  • Химический эксперимент
  • Материальная база (работа с родителями).

  Практическая значимость

  • Расширение собственного кругозора
  • Обретение опыта, знаний, навыков в постановке химического эксперимента
  • Результаты работы отражены в таблицах, фотокарточках, схемах.
  • Выводы по проделанной работе.
• 
  Слайд 5

  Теоретическая часть

  Изделия из металлов и их сплавов под действием воздуха, дождей, почвенной влаги постепенно разрушаются в результате химических реакций, самопроизвольно протекающих между металлами и веществами, содержащимися в окружающей среде.

  Электрохимическая коррозия протекает при воздействии на металлы растворов и электролитов. В процессе коррозии в атомах металла нарушается связь и они переходят в виде ионов в коррозийную фазу. Попавшие в коррозийную фазу ионы образуют труднорастворимые соединения. Присутствие воды и прежде всего соли – служат хорошо проводящими электролитами.

  Это можно показать на двух процессах: анодном и катодном.

  Анодный процесс:

  Ме→Ме2+ + 2е - ионы металла переходят в раствор.(эквивалентное количество электронов остается на поверхности металла).

  Катодный процесс – ассимиляция (поглощение) избыточных электронов в металле какими-либо деполяризаторами. Примеры катодной реакции:

  • 2H+ +2е → Н2 _восстановление ионов водорода
  • О2 + 2Н2О + 4е→4ОН - реакция восстановления молекул кислорода в нейтральных, щелочных средах.
  • O2 + 4H+ + 4e → 2H2O восстановление молекул кислорода в кислых средах.
• 
  Слайд 6
  

  По Г.В. Акимову, предполагается существование отдельных участков поверхности, на которых происходят сопряженные реакции разряда катионов избыточными электронами (катодные участки); следовательно, поверхность коррозирующего материала можно представить как более или менее сплошную систему микро и макро коррозийных пар.[4]

  Мы посчитали, что наличие микропар - один из возможных путей коррозийного процесса, который будет присутствовать в практической части работы. Спонгиоз можно встретить у серого чугуна, подвергаемого воздействию солевых растворов, содержащих преимущественно хлориды. Так губчатость можно наблюдать у различных деталей чугунного кружева нашего города, трамвайных путей, различных насосов. Причем внешняя форма деталей, поражённых губчатостью, почти не изменяется.

• 
  Слайд 7

  Практическая часть

  3.1. Цель: исследовать cпонгиоз серого чугуна при различной концентрации коррозийной среды.

  3.2. Методика проведения работы.

  Опыт №1

  • Приготовили растворы №1,№2,№3,№4,№5. Подготовили образцы из серого чугуна №1,№2,№3,№4,№5.
  • Образцы из серого чугуна с №1 по №5 погрузили соответственно в растворы с №1 по №5 на 1 месяц.
  • Образцы через 1 месяц извлекли, высушили на воздухе.

  Состав растворов для опытов №1 и №2Таблица №1

• 
  Слайд 8
  

  Опыт №1. Наблюдения за спонгиозом образцов.

  Таблица №2

• 
  Слайд 9
  

  Опыт №2

  • Приготовили точно такие же растворы, как и в первом опыте №1-№5. Подготовили образцы из серого чугуна №1-№5.
  • Образцы с №1 по №5 подвесили на инертные нити и погрузили в растворы соответственно с №1 по №5. Для ускорения процесса коррозии раствор перемешивали. Значительное ускорение испытаний достигается при переменных условиях коррозии, когда образец некоторое время находился в растворе, а затем извлекался на воздух, и коррозия протекала в плёнке влаги. Поэтому попеременно то опускали, то извлекали образцы.
  • Через пять дней образцы извлекли и просушили.
• 
  Слайд 10
  

  Опыт №1.№2 Коррозийные испытания.

  Коррозийную стойкость материалов можно проверить в условиях эксплуатации соответствующих машин, приборов и, конечно, чугунных оград после их установления.

  Коррозийная стойкость оценивается на основе наблюдений над образцом и над раствором, вступающим в коррозию. С этой же целью применяют фотографирование образца, а также макро- и микроисследования.

  Основные качественные показатели коррозии: определение числа коррозийных центров, определение времени появления первого центра, изменение толщины образца, определение убыли или прибыли в весе, качественный анализ пробы раствора. Расчет ведется по десятибалльной шкале коррозийной стойкости материалов.

  Шкала коррозийной стойкости материаловТаблица №3

• 
  Слайд 11
  

  Показатель коррозии, которым выражается в десятибалльной шкале скорость коррозии,нумеруется непосредственно лишь при равномерной коррозии. При неравномерной коррозиион может быть рассчитан по формуле:A=B x876:Сх100

  • А - глубинный показатель.
  • В - осевой показатель г/м2- час
  • С – плотность г/см3 [4]

  Мы не будем прибегать к этим способам, мы просто визуально определим коррозийнуюстойкость серого чугуна в различных средах.

  Определение коррозийной стойкости серого чугуна Таблица №4 Опыт №1,№2

• 
  Слайд 12

  Анализ экспериментальных данных

  Мы объяснили это тем, что в процессе диссоциации в растворе окажутся ионы Na+, Cl-, OH-, Н+.

  В результате анодного процесса ионы железа перейдут в раствор (на чугуне образуются анодные участки) и катодные участки (восстановление ионов водорода). Где меньше соли, там больше ионов железа перейдёт в раствор. А там, где больше соли, вода начинает испаряться и будут образовываться солевые отложения, металл меньше прокорродирует.

  Таким образом мы доказали, что серый чугун подвержен спонгиозу, который зависит от коррозийной среды. И наши результаты могут пригодиться в дальнейшем, при изучении этой темы.

  Исследование показало, что внешняя форма образцов (с №1 по №5) пораженных губчатостью в обоих опытах не изменилась. Визуально наблюдается графитизация образцов чугуна. В опытах получились следующие результаты: чем ниже концентрация раствора, тем у образца ниже коррозийная стойкость и тем больше у него наблюдается спонгиоз.

• 
  Слайд 13

  Фотоматериалы

• 
  Слайд 14

  Заключение

  Данная работа находит применение на промышленных предприятиях (раствор хлорида натрия подают центробежными насосами в электролизёры для получения химических продуктов: щёлочи (NaOH), хлора) и на уроках при изучении коррозии металлов, но, безусловно, лично для нас было очень важно разобраться в этом процессе,теперь нам стало понятно, как разрушается чугунное кружево Петербурга и его трамвайные пути.

  Один из наиболее опасных видов коррозии- точечная. Она заключается в образовании сквозных поражений – питтингов. Местной коррозии благоприятствуют морская вода, растворы солей (галогенидных: хлорид натрия, магния). Опасность местной коррозии состоит в том, что ,снижая прочность отдельных участков она резко уменьшает надежность конструкций, сооружений, портит всю красоту чугунных оград. Особенно большие неприятности связаны с хлоридом натрия, разбрасываемым в зимнее время на дорогах и тротуарах для удаления снега и льда. Под действием соли и растаявшего снега разрушаются нижние части чугунных решёток, ограда теряет устойчивость и обваливается, если её вовремя не начать реставрировать. Вследствие плавления снега образуются растворы стекающие в канализационные трубы. Хлориды являются активаторами коррозии и приводят к ускоренному разрушению металлов, в частности транспортных средств и подземных коммуникаций. Для работников коммунального хозяйства привлекательность хлорида натрия заключается в его дешевизне. Пока не известно более дешёвое и эффективное средство. Выход один- вовремя убирать снег.

  Коррозия металлов наносит большой вред экономике и искусству, разрушая памятники. Человечество несёт огромные материальные, и даже национальные потери в результате коррозии произведений творчества из металла (монументы, ограды, детали архитектурного убранства). Поэтому изучение явления коррозии, нахождения каких-то новых методов борьбы с коррозией является одной из важнейших проблем в современном мире.

  Мы признательны школе, своему учителю, родителям за поддержку при выполнении данной работы.

• 
  Слайд 15

  Литература

  1. «Химия вокруг нас» под редакцией Ю.Н. Кукушкина. Москва Издательство «Высшая школа» 1992, стр 131-151.
  2. «Неорганическая химия» Ю.В. Ходаков, Д.А.Эпштейн. Москва Издательство «Просвещение» 1988, стр 112-115.
  3. «Неорганическая химия» Л.А. Николаев. Москва Издательство «Просвещение» 1982, с 490-495.
  4. «Прикладная электрохимия» Н.П. Федотьев, А.Ф. Алабышев. Издательство Госхимздат Ленинград 1962, стр 137-145.
  5. «Лабораторные работы по общей химии» под редакцией Стругацкого М.К. Издательство «Высшая школа» Москва 1983, стр. 69-74.
  6. «Советы заводскому технологу» справочное пособие под редакцией Попилова Л.Я. Издательство Госхимздат Ленинград 1985, стр.432, 443,
• 
  Слайд 16

  Спасибо за внимание