Опыт 3. Коррозия луженого и оцинкованного железа с нарушенным покрытием

Наиболее распространенным способом защиты металлических изделий и сооружений от электрохимической коррозии являются металлические покрытия. Их роль сводится к изоляции поверхности металла от коррозионной среды. В зависимости от характера процессов, протекающих в коррозийной зоне при их повреждении, металлические покрытия делят на анодные и катодные. Анодными называют металлические покрытия, у которых электродный потенциал более отрицателен, чем электродный потенциал защищаемого металла (например оцинкованное железо, рис. 8.2А). К катодным относят покрытия с более положительным значением электродного потенциала, чем потенциал защищаемого металла (например луженое железо, рис. 8.2Б).

Рисунок 8.2 – Схема коррозии с нарушенным металлическим покрытием: А – оцинкованное железо (покрытие из цинка) в кислой среде; Б – луженое железо (покрытие из олова) в нейтральной среде.

Реактивы: 2 Н раствор серной кислоты, 3 %-ный раствор красной кровяной соли К₃[Fe(CN)₆], кусочки оцинкованного и луженого железа с нарушенным покрытием.

Посуда: две широкие пробирки.

Методика проведения опыта: Налейте в две пробирки по 2-3 см³ серной кислоты и добавьте в них по 2-3 капли раствора красной кровяной соли. В одну пробирку опустите два кусочка оцинкованного железа, а в другую – луженого железа. Наблюдайте, в какой из пробирок через некоторое время появляется синее окрашивание и объясните почему. Отразите это в лабораторном журнале и напишите уравнение реакции получения турнбулевой сини (с. 13, лаб. раб. 7.2, опыт 1).

Составьте схемы коррозии оцинкованного и луженого железа в кислой среде, схему образовавшегося микрогальванического элемента; напишите электронные уравнения анодного и катодного процессов.

В выводах отразите:

– в каком из проведенных опытов коррозия протекала при нарушении анодного покрытия, а в каком случае – при нарушении катодного; объясните, как определяется тип покрытия (анодный или катодный);

– где и с какой целью используют эти покрытия.

Опыт 5 Изучение влияния природы ингибитора на скорость коррозии (УИРС)

Ингибиторами коррозии называют вещества, которые при введении их в окружающую среду или при нанесении на поверхность металла значительно снижают скорость коррозии. Ингибиторы применяют главным образом в системах с постоянным объемом раствора. По механизму своего действия на процесс электрохимической коррозии ингибиторы подразделяют на катодные и анодные.

Катодные ингибиторы, адсорбируясь на поверхности катода, уменьшают площадь его контакта с деполяризаторами, тем самым снижают интенсивность катодного процесса. Катодными ингибиторами чаще всего бывают органические вещества: альдегиды, аминокислоты, мочевина, тиомочевина и др. Анодные ингибиторы (нитриты, дихроматы, фосфаты, силикаты и др.), иначе называемые пассиваторами, образуют защитную пленку на анодных поверхностях металла и, как правило, обладают окислительными свойствами. Защитным действием обладают также оксидные, солевые и др. пленки, образующиеся на поверхности металла при его взаимодействии с окислителями из окружающей среды, которые при определенных условиях пассивируют металл и уменьшают скорость его коррозионного разрушения.

Реактивы: дистиллированная вода, 0,1 М раствор серной кислоты H₂SO₄; кристаллические вещества: хлорид натрия NaCl, силикат натрия Na₂SiO₃, мочевина NH₂CONH₂, сукцинат натрия NaOOC-CH₂-CH₂-COONa (динатриевая соль янтарной кислоты); 3 %-ный раствор красной кровяной соли К₃[Fe(CN)₆]; железные пластины (скрепки, гвозди).

Посуда и принадлежности: четыре глазные пипетки, стеклянные лопаточки.

Методика проведения опыта: Налейте в четыре пробирки по 2 см³ воды. В первую пробирку добавьте одну лопаточку хлорида или силиката натрия, во вторую – 2 см³ серной кислоты, в третью – одну лопаточку мочевины, в четвертую – одну лопаточку сукцината натрия. В каждую пробирку прибавьте по 2 капли реактива на ионы железа (II) – раствор красной кровяной соли К₃(Fe(CN)₆). Содержимое пробирок взболтайте и в каждую опустите по железной скрепке (гвоздю). Наблюдайте за интенсивностью посинения (через какой период времени оно появится) у поверхности скрепки (гвоздя) и выделением пузырьков газа в пробирках.

Результаты опыта занесите в таблицу 8.4.

Таблица 8.4 – Результаты влияния различных ингибиторов на коррозию железа

Приведите уравнение катодного и анодного процессов в системах с каждым из исследованных ингибиторов.

Сделайте вывод: какие из изученных веществ выполняют роль катодного, а какие – анодного ингибитора, и как влияет природа веществ на скорость коррозии.