korozja_ochrona i przed korozją_instrukcja_sprawozdanie_7

(1)

KOROZJA I OCHRONA PRZED KOROZJĄ

OPIS DOŚWIADCZENIA

Ćwiczenie 1. - korozja z depolaryzacją wodorową

Sprzęt: - blaszka cynkowa - biureta Odczynniki: - 1M roztwór H2SO4 - alkohol etylowy - pompka gumowa - zlewki - waga analityczna Opis ćwiczenia.

Jak wynika z reakcji elektrodowych ilość rozpuszczonego cynku jest proporcjonalna do ilości wodoru wydzielonego w reakcji przy założeniu, że obie reakcje są jedynymi procesami elektrodowymi. Można zatem określić szybkość korozji żelaza i cynku bezpośrednio z ubytku masy próbek i pośrednio z ilości wydzielonego wodoru.

W tym celu oczyszczoną papierem ściernym próbkę cynku przemywa się wodą, alkoholem, suszy się i waży na wadze analitycznej. Następnie umieszcza się w układzie pomiarowym.

Po nalaniu kwasu do zlewki, roztwór zasysa się gumową gruszką do biurety i zamyka kran. Od tego momentu należy notować poziom roztworu w biurecie co 5 minut przez ok. pół godziny. Po pomiarze próbkę wyjmuje się z roztworu, przemywa strumieniem wody, usuwa się z powierzchni produkty korozji, przemywa alkoholem, suszy, a następnie waży się na wadze analitycznej. Wyniki pomiarów zanotować w umieszczonej w sprawozdaniu

Ćwiczenie 2. - Pomiar SEM stężeniowego ogniwa korozyjnego.

Sprzęt: - 2 elektrody stalowe - 2 zlewki

Odczynniki: - 1M roztwór NaCl - alkohol etylowy - miernik potencjału

- klucz elektrolityczny - przewody elektryczne

- rurka doprowadzająca powietrze - papier ścierny

Opis ćwiczenia.

Elektrody oczyścić papierem ściernym, przemyć wodą, a następnie alkoholem. Zbudować ogniwo wg schematu (rys.5.) i zmierzyć SEM ogniwa. Następnie włączyć pompkę doprowadzającą powietrze do jednej z elektrod i po kilku minutach odczytać wartość SEM ogniwa.

Rys. 5.

Schemat stężeniowego ogniwa korozyjnego 1 – elektrody stalowe

2 – roztwór NaCl

3 – rurka doprowadzająca powietrze 4 – klucz elektrolityczny

5 – miernik potencjału

Ćwiczenie 3. - Ochrona protektorowa

Sprzęt: - elektrody: Fe, Zn, Cu Odczynniki: - 0,1 M roztwór H2SO4 - papier ścierny - roztwór K3[Fe(CN)6]

- alkohol etylowy

Celem ćwiczenia jest ilustracja zmiany szybkości korozji żelaza w kontakcie z miedzią oraz cynkiem. Jako wskaźnik ilości rozpuszczonego żelaza służy roztwór sześciocyjanożelazianu(III) potasu

(2)

(żelazicyjanek potasowy). Odczynnik ten w reakcji z powstającymi podczas korozji żelaza jonami Fe+2 tworzy Fe3[Fe(CN)6]2 o zabarwieniu błękitnym.

Opis ćwiczenia.

Elektrody oczyścić papierem ściernym i przemyć alkoholem. Do trzech probówek nalać po 2 - 4 cm3 roztworu H2SO4 z dodatkiem 2 - 3 kropli K3[Fe(CN)6]. W probówkach umieścić kolejno:

a) blaszkę żelazną

b) blaszkę żelazną zwartą z miedzią c) blaszkę żelazną zwartą z cynkiem

Po czasie 3 min wyjąć metale z próbówek i porównać intensywność zabarwienia roztworów. W którym przypadku szybkość korozji żelaza jest największa? W toku badania można także zaobserwować wydzielanie się gazu (wodoru) - na którym metalu zachodzi reakcja wydzielania wodoru i z jaką szybkością? Który metal jest protektorem w przypadku b) i c)?

Ćwiczenie 4. - Cynkowanie elektrolityczne.

Sprzęt: - elektrody: stalowa i cynkowa Odczynniki: - roztwór do cynkowania - układ polaryzacyjny wg schematu - alkohol etylowy - waga analityczna

- mikroskop optyczny - papier ścierny - suszarka Opis ćwiczenia.

Powierzchnię blachy stalowej oczyścić do metalicznego połysku. Następnie przemyć wodą, odtłuścić alkoholem, wysuszyć i zważyć na wadze analitycznej. Połączyć układ elektryczny wg schematu. Nalać do zlewki roztwór do cynkowania, zmierzyć powierzchnię blaszki stalowej. Sprawdzić poprawność połączeń, a następnie włączyć zasilacz prądu stałego, ustawiając wartość prądu tak, aby gęstość prądu wynosiła ok. 2 A/dm2 _{powierzchni cynkowanej blaszki. Proces elektrolizy prowadzić w temp. 25 - 40}o

C przez 10 minut.

Po zakończeniu cynkowania rozłączyć układ. Przemyć elektrody w bieżącej i destylowanej wodzie, wysuszyć oraz ponownie zważyć elektrodę stalową. Należy pamiętać, aby porządnie wysuszyć ważoną elektrodę - aby nie ważyć zawartej w próbce wody. Powtórzyć proces cynkowania z gęstością prądu ok. 10 razy większą. Porównać jakość warstw nanoszonych z różną gęstością prądu. Roztwór zlać do naczynia na zużytą kąpiel.

Rys. 6.

Schemat układu do galwanicznego cynkowania żelaza. 1 - płytka cynkowa

2 - płytka stalowa 3 - kąpiel do cynkowania

(3)

20..../…. Nazwisko, imię: Podpis

prowadzącego

Wydz.

Gr.

Temat:

KOROZJA I OCHRONA PRZED KOROZJA

Ćw.1. Korozja z depolaryzacją wodorową.

Obliczyć szybkość korozji cynku z pomiaru ubytku masy próbki. Podać wskaźniki szybkości korozji Vc i Vp przyjmując gęstość cynku = 7,14 g/cm3 i korzystając ze wzorów:

V = m [g m2 doba] V = Vc 365 [mm rok]

c _{s t} p _{1000 d}

czas Czas m1 m2 m pow. s pow. s Vc Vp

[min] [doba] [g] [g] [g] [mm2] [m2] [g/m2 doba] [mm/rok]

Zn

Kinetyka szybkości korozji

Czas odczyt z biurety [cm3] Objętość wodoru [cm3_] _{ilość moli H}

2 (Zn) masa Zn [g] [min] 0 5 10 15

Narysować wykres zależności objętości wydzielonego wodoru od czasu.

Porównać szybkości korozji wyznaczone metodą grawimetryczną i obliczoną na podstawie objętości gazowego wodoru wydzielonego w czasie reakcji. Obliczenia należy wykonać na odwrocie strony.

(4)

Ćw. 2. – Pomiar SEM stężeniowego ogniwa korozyjnego.

Ogniwo SEM [V]

Fe NaCl Fe

Fe NaCl Fe(O

2

)

Określić wpływ doprowadzonego powietrza (tlenu) na SEM ogniwa... ... Określić, która elektroda jest katodą, a która anodą ogniwa korozyjnego... ...

Podać różnice w wyglądzie katody i anody ogniwa korozyjnego... ...

Ćw. 3. – Ochrona protektorowa.

Na podstawie zabarwienia roztworu określić w którym przypadku szybkość korozji żelaza jest największa?

W toku badania można także zaobserwować wydzielanie się gazu (wodoru) - na którym metalu zachodzi reakcja wydzielania wodoru i z jaką szybkością?

Który metal jest protektorem w przypadku b) i c)?

metale Intensywność barwy Szybkość korozji Wydzielanie wodoru Protektor

Fe Fe – Zn Fe – Cu

Ćw. 4. – Cynkowanie elektrolityczne.

Obliczyć teoretyczny przyrost masy cynku na pręcie stalowym po cynkowaniu ze wzoru: mZn = k I t = ...

gdzie: k = 1,22 [g/Ah]

I – natężenie prądu [A] T – czas cynkowania [h]

Obliczyć wydajność prądową procesu cynkowania w % jako stosunek przyrostu masy próbki cynkowanej do teoretycznej ilości wydzielonego cynku obliczonej z I prawa Faraday'a.

W = ( m/ mZn) 100% = ...

Pow. elektrody Czas Masa przed Masa po m mZn obl. z Wydajność

s cynkowania t cynkowaniem cynkowaniu [g] prawa Faradaya procesu

2 [h] m1 [g] m2 [g] [g] [%]

[dm ]

Fe

Określić różnice w wyglądzie warstw nanoszonych z różną gęstością prądu:………. ……….….. ………