Wydział Geoinżynierii Wrocław, 10 kwietnia 2012

Górnictwa i Geologii

Politechniki Wrocławskiej

CHEMIA

Sprawozdanie z ćwiczenia

pt. „Korozja materiałów niemetalicznych”

Grupa

Rok pierwszy

1. Wprowadzenie

Korozją nazywa się stopniowe niszczenie tworzywa pod wpływem środowiska. Ze względu na sposób działania można podzielić czynniki korodujące na fizyczne, chemiczne i biologiczne. Z czynników fizycznych najważniejsze jest działanie rozpuszczalników. W przypadku czynników biologicznych jest to wpływ bakterii i roślin, które mogą oddziaływać niszcząco wskutek mechanicznego rozluźnienia materiału oraz chemicznego działania wydzielanych przez rośliny kwasów i enzymów (Czernichowski, 2008).

Szczególnie na działanie czynników atmosferycznych narażone są powierzchnie drewniane. Również czynniki biologiczne powodują naturalny rozkład drewna. Do ochrony drewna przed tymi czynnikami stosowane są różne rodzaje impregnatów, w zależności od oczekiwanego zastosowania tego drewna. Są to różne żywice, jak i produkty syntetyczne. Podatność na korozje polimerów zależy z kolei od ich budowy. Niektóre z nich są bardzo podatne na działanie wielu związków chemicznych np. miękkie PCV, inne z kolei odporne np. teflon. Wszystkie jednak odporne są na działanie wody, oraz czynników atmosferycznych. Dobrze więc nadają się do ochrony innych materiałów. Również szkło wykazuje dużą odporność na korozje. Praktycznie nie ulega ono działaniu czynników atmosferycznych (Czernichowski, 2011).

1. Część doświadczalna

1. Odporność spoiwa gipsowego na działanie wody

   1. Metodyka

Do probówki zawierającej pół grama spoiwa gipsowego wlano wodę destylowaną. Zmieszano i po upływie dwóch minut przesączono. Dodano kroplę roztworu HCl oraz BaCl₂, następnie te same substancje wlano do drugiej probówki zawierającej wodę wodociągową.

1. Obserwacje

Po dodaniu BaCl₂ zawartość pierwszej probówki zmętniałą i stała się mlecznobiała. W drugiej probówce nie zaszła żadna reakcja.

1. Interpretacje

Spoiwo gipsowe rozpuściło się wodzie, gdzie zaszła reakcja jonowa z chlorkiem baru. W jej efekcie wydzielił się siarczan baru, ktory spowodował zmętnienie całego roztworu.

1. Wnioski

Gips ulega rozpuszczeniu w zakwaszonej wodzie. Dlatego ważna jest ochrona powierzchni gipsowy przed działaniem czynników zewnętrznych.

1. Odporność zaprawy wapiennej na działanie wody

   1. Metodyka

Rozdrobnioną zaprawę wapienną ok. 0,5g, wsypano do zlewki o pojemności 100 cm³, dodano 50 cm³ wody destylowanej i gotowano zawartość przez 5 minut. Następnie dodano kilka kropli fenoloftaleiny.

1. Obserwacje

Po dodaniu fenoloftaleiny roztwór przybrał barwę malinową.

1. Interpretacje

Fenoloftaleina jest indykatorem wskazującym odczyn zasadowy. Pod wpływem temperatury węglan wapnia z zaprawy wapiennej zareagował z wodą, w efekcie powstał wodorotlenek wapnia.

1. Wnioski

Zawarty w zaprawie wapiennej węglan wapnia, jest podatny na działanie wody i temperatury.

1. Zwęglanie sacharozy pod wpływem kwasu siarkowego

   1. Metodyka

Do zlewki z cukrem dodano stężony kwas siarkowy.

1. Obserwacje

Zawartość zlewki zabarwiła się na czarno tworząc skorupę.

1. Interpretacje

Kwas siarkowy reagując z sacharozą spowodował jej rozkład i uwalnił węgiel.

1. Wnioski

   Substancje organiczne narażone są na działanie kwasów. Przez to ważna jest impregnacja powierzchni np. drewnianych.

1. Odporność szkła na działanie wody

   1. Metodyka

Do jednej zlewki wsypano rozdrobnione szkło okienne, a do drugiej rozdrobnione szkło laboratoryjne. Dodano wody destylowanej i gotowano zawartość zlewek przez 5 minut. Po wszystkim dodano do nich fenoloftaleiny.

1. Obserwacje

Po dodaniu fenoloftaleiny zawartość zlewki ze zwykłym szkłem przybrała kolor buraczkowy. Natomiast zawartość zlewki ze szkłem laboratoryjnym pozostała bez zmian.

1. Interpretacje

Rozpuszczeniu uległy związki tworzące szkło budowlane, nadając wodzie odczyn zasadowy.

1. Wnioski

Szkło laboratoryjne jest dużo bardziej odporne na korozje od zwykłego szkła. Ma to olbrzymie znaczenie przy dokonywaniu doświadczeń, bowiem eliminuje się w ten sposób oddziałanie naczynia na przebieg reakcji.

1. Odporność chemiczna tworzyw sztucznych

   1. Metodyka

Utworzono cztery grupy po pięć probówek. Do każdej probówki w danej grupie dodano po odrobinie odpowiednich materiałów (do każdej z probówek po jednym) kolejno: teflon, polistyren, polietylen, polimetakrylan metylu, polichlorek winylu (PCV). Następnie do każdej probówki w danej grupie dodano tego samego odczynniku kolejno: ksylen, aceton, kwas siarkowy, NaOH.

1. Obserwacje

Zachowania tworzyw w odpowiednich odczynnikach zapisano w Tabeli 1.

Tabela 1. Zachowywanie się toworzyw w odpowiednich substancjach

	ksylen	aceton	H2SO4	NaOH
Teflon	+	+	+	+
Polistyren	-	-	+	+
Polietylen	0	+	+	+
Polimetakrylan metylu	-	-	+	+
PCV	+	0	+	+

+ nie rozpuszcza się

- rozpuszcza się

1. pęcznieje

   1. Interpretacje

Tworzywa sztuczne są obojętne na działanie kwasów i zasad, część z nich rozpuszcza się po wpływem rozpuszczalników organicznych.

1. Wnioski

   Teflon jest najbardziej odporny z podanych tworzyw sztucznych. Ogólnie tworzywa użyte w doświadczeniu w dużym stopniu były odporne na działanie odczynników. Świadczy to o dużej wytrzymałości tych materiałów. Trzeba jednak pamiętać, że ich rozkład trwa przez wiele lat.

III. Literatura cytowana

Czernichowski, A., 2012. Korozja materiałów niemetalicznych, Instrukcja do ćwiczeń z chemii