Doświadczenie 1. Korozja chemiczna - badanie przyrostu warstwy tlenków żelaza (zendry) na powierzchni metalu.

Oczyszczoną blaszkę żelazną o powierzchni ok. 25cm² ogrzewamy nad palnikiem w temp ok. 550 ^OC przez 5 min. blaszka pokryła się cienką warstwą zendry.

Waga przed ogrzewaniem 6,7225

Waga poogrzewaniu 6,7435

Δm =0.021 g

Grubość warstwy zendry należy policzyć ze wzoru:

X =

Gdzie:

Δm - przyrost masy próbki (g)

F - powierzchnia (cm²⁾

d - gęstość powstającego Fe₃O₄ (5,18 gcm^-3)

M - masa molowa

Doświadczenie 2. Porównanie szybkości reakcji chemicznej i elektrochemicznej po utworzeniu ogniwa galwanicznego.

1. do dwóch probówek odmierzamy po trzy cm³ H₂SO₄ i wrzucamy po jednej granulce cynku.

Zn+H₂SO₄→ZnSO₄+H₂

Zn⁰-2e→ Zn²⁺

2H⁺+2e→H₂

wodór wydziela się wolno i w małych ilościach - zjawisko korozji chemicznej.

2. jedną z granulek cynku stykamy w probówce z drutem miedzianym tworząc w ten sposób ogniwo galwaniczne gdzie Cu jest katodą a Zn anodą.

A: Zn⁰-2e→ Zn²⁺

Cynk ulega korozji i przechodzi w stan jonowy

K: 2H⁺+2e→H₂

Przyłączane są elektrony powstałe w reakcji anodowej, miedz nie może ich przyjąć - środowisko kwaśne →redukcji ulega wodór

• proces katodowy →depolaryzacja wodorowa

Intensywne wydzielanie wodoru

3. po ponownym wyrównaniu szybkości wydzielania się wodoru w obu probówkach, do jednej z nich dodajemy CuSO₄

Zn+CuSO₄→ZnSO₄+Cu

Tworzy się ogniwo galwaniczne, w reakcji anodowej korozji ulega cynk

A: Zn⁰-2e→ Zn²⁺

W reakcji katodowej depolaryzacji ulega cyna

K: Cu²⁺+2e→Cu

Wodór wydziela się intensywnie. Wyparcie miedzi z roztworu jej soli przez działanie Zn jest możliwe ponieważ Zn ma mniejszy potencjał standardowy czyli jest bardziej aktywny. Reakcja polega na wpieraniu metalu mniej aktywnego przez bardziej aktywny. Reakcja jest spowodowana oddziaływaniem samych gazów lub cieczy nie przewodzących prądu. Jest opisywana zwykłymi reakcjami chemicznymi.

Korozja elektrochemiczna zachodzi w wyniku działania elektrolitu, tworzy się ogniwo korozyjne i prąd przepływa między biegunami ogniwa.

Doświadczenie 3. Korozja blach stalowych pokrytych innymi metalami.

Do roztworu rozcieńczonego kwasu siarkowego i heksacyjanożelazianu (III) potasu wrzucamy blaszkę ocynkowaną - do jednej probówki, a do drugiej ocynowaną.

1. żelazo pokryte Zn: korozji ulega cynk

A: Zn⁰-2e→ Zn²⁺

K: 2H⁺+2e→H₂ depolaryzacja wodorowa

3Zn²⁺+2[Fe(CN)₆]^3-→Zn₃[Fe(CN)₆]₂

2. żelazo pokryte Sn na miejscu uszkodzonej cyny powstaje błękitny osad - reakcje żelaza

A: Fe-2e→Fe²⁺

K: 2H⁺+2e→H₂ depolaryzacja wodorowa

3Fe²⁺+2[Fe(CN)₆]^3-→Fe_3­[Fe(CN)₆]₂

Wnioski: cynk lepiej chroni powierzchnię stali, ponieważ jest bardziej aktywny i w przypadku niewielkiego uszkodzenia warstwy powlekającej pierwszy ulega reakcji.

Doświadczenie 4. Korozja elektrochemiczna pod kroplą elektrolitu.

Na blaszkę żelazną oczyszczoną papierem ściernym, opłukaną wodą destylowaną i osuszoną bibułą, nanosimy kroplę odczynnika →100cm³ roztworu NaCl o C_mol = 0,1 + 2cm³ roztworu (1%) K₃[Fe(CN)₆] + 0,5cm³ (1%) roztworu fenoloftaleiny.

Korozja zachodzi w środkowej części kropli gdzie jest najmniejsze stężenie tlenu i tam tworzy się obszar anody i zachodzi reakcja

A: Fe-2e→Fe²⁺

Wnętrze kropli zabarwia się na błękit co świadczy o obecności jonów Fe²⁺. W obrzeżach kropli jest więcej tlenu i zachodzi tam jego redukcja katodowa.

K: 2H₂O+O₂+4e→4OH^-

Obrzeże kropli zabarwiło się na różowo co wskazuje na obecność jonów OH^-.

Roztwór NaCl przyspiesza korozję, fenoloftaleina zabarwia się na kolor różowy w środowisku zasadowym, heksacyjanożelazian (III) potasu zabarwia się na kolor błękitny w obecności jonów Fe²⁺.

Występowanie różnych zabarwień spowodowane jest różnicą tlenu na obrzeżach i wewnątrz kropli.

Doświadczenie 5. Zachowanie glinu w wodzie destylowanej po usunięciu tlenowej warstewki pasywującej powierzchnię.

Przygotowujemy dwie blaszki aluminiowe. Jedną poddajemy obróbce

1) zanurzamy w roztworze NaOH 2M

Al₂O₃+2NaOH→2NaAlO₂+H₂

Al-3e→ Al³⁺/2

2H⁺+2e→H₂/3

Wydzielanie się wodoru oznacza usunięcie warstwy pasywującej - następuje korozja metalu.

2) następnie blaszkę płuczemy, suszymy i zanurzamy w 1% roztworze azotanu rtęci

2Al+3Hg(NO₃)₂→2Al(NO₃)₃+3Hg

Al-3e→ Al³⁺/2

Hg²⁺+2e→Hg /2

Powstaje Al(Hg) czyli roztwór glinu w rtęci.

Następnie obie blaszki zanurzamy w wodzie destylowanej

• blaszka pierwsza nie ulega żadnym reakcjom, warstewka pasywująca zapobiega korozji

• blaszka poddana obróbce (pokryta rtęcią) reaguje zanurzona w wodzie

2Al(Hg)+2H_2­O→Al₂O₃+3H_2­

Al-3e→ Al³⁺/2zachodzi korozja

2H⁺+2e→H₂/3 depolaryzacja wodorowa

Wnioski: po usunięciu warstwy tlenków Al₂O₃ metal ulega korozji warstwa pasywująca chroni metal przed korozją.

---