Химия
8 класс
Вопрос
а. Объясните, почему луженое железное изделие при нарушении защитного слоя ржавеет быстрее, чем оцинкованное железное изделие, например ведро.
б. Процесс ржавления корпуса корабля или нефтепровода можно уменьшить, подсоединив к ним стержни, изготовленные из магния. Объясните описанные явления и назовите другие способы борьбы с процессами ржавления.
Ответ
Как луженое железное изделие, так и корпус корабля подвергаются электрохимической коррозии. Объяснить протекающие процессы можно, зная нормальные окислительно-восстановительные (электродные) потенциалы металлов
ZnZn2+=−763В, FeFe2+=−0,44В,
SnSn2+=−0,14В, MgMg2+=−2,34В.
Оловянное покрытие образует с железным изделием в растворе электролита гальванический элемент, в котором олово выполняет роль отрицательного, а железо- положительного полюсов. При этом ионы железа переходят в раствор, а процессы восст.ановления (например, ионов водорода в воде, содержащей углекислый газ) происходят на олове. В оцинкованном ведре железо выполняет функцию отрицательного полюса гальванического элемента, так как заметно больший электродный потенциал имеет цинк, при контакте с железом «нагнетающий» электроны в менее активный металл (железо). Процесс коррозии замедляется также в связи с тем, что на поверхности цинка возникает защитная пленка основных солей, например [Zn(OH)2CO3 или Zn(OH)2⋅ZnCO3, которая затрудняет проникновение электролита к поверхности металлов.
Электрохимическую коррозию корпусов кораблей или трубопроводов, находящихся в земле, можно ослабить, если соединить их с более активным металлом, имеющим более высокий электродный потенциал, чем железо (например, с магнием). В возникающем гальваническом элементе (электролитом служит морская вода или почвенные воды) магний играет роль положительного полюса, ионы магния переходят в раствор. Для продления защитного действия магний по мере растворения необходимо заменять.
Некоторые способы защиты от коррозии:
а) производство коррозионно-устойчивых (нержавеющих) сталей,
б) создание на поверхности металла защитных [цинкование (Zn), лужение (Sn), кадмирование (Cd), никелирование (Ni), хромирование (Cr)], лакокрасочных или полимерных покрытий, а также оксидирование (при котором на поверхности металла химическими методами или анодным окислением создается защитный плотный оксидный слой).