Электрозащита или катодная защита
Защищаемая металлическая конструкция подключается к катоду внешнего источника постоянного тока. В результате эта конструкция становится катодом, а в качестве анода используется любой металлический лом, который подключают к положительному полюсу источника тока.
Легирование
В состав сплава вводят металлы (хром, никель, титан, молибден, вольфрам), вызывающие пассивацию защищаемого металла. При химической коррозии в качестве легирующих агентов используют хром, алюминий, кремний.При электрохимической коррозии легирующими металлами являются хром, вольфрам, никель титан, кобальт, молибден, ванадий и другие.
Реактивы и оборудование
1. U-образная трубка.
2. Набор электродов и пластин из различных видов стали.
3. Вольтметр.
4. Соединительные проводники.
5. Набор растворов кислот и солей.
6. Измерительная бюретка с резиновой трубкой и воронкой.
7. Реакционная пробирка с пробкой и газоотводной трубкой.
8. Наждачная и фильтровальная бумага.
Экспериментальная часть
Опыт 1. Исследование коррозии цинка и защита от коррозии
Ингибированием
Наблюдение за явлениями коррозии металлов и выяснение роли ингибитора в коррозии металлов проводится на установке, представленной на рис. 1. В реакционный сосуд поместить кусочек цинка. Туда же добавить 4…5 мл 2 н раствора соляной кислоты. После выдержки (2…3 минуты) цинк начинает реагировать с кислотой. Закрыть пробирку с кислотой и цинком пробкой, соединенной газоотводной трубкой с бюреткой. Проверить герметичность прибора. Для этого опускать или поднимать воронку вместе с кольцом на 10…15 см. Если уровень воды в бюретке не меняется, то прибор герметичен, и можно приступать к опыту. Если уровень воды в бюретке резко меняется, то необходимо уплотнить пробки в бюретке и реакционном сосуде до достижения герметичности установки.
|
Записать уровень воды в бюретке на время начала измерения с точностью до 0,1 мл.
Водород, выделяющийся в результате взаимодействия цинка с соляной кислотой, вытесняет из бюретки воду. Воронку при этом следует опускать и во время опыта стараться держать воду в воронке и бюретке на одном уровне, чтобы давление газа внутри прибора было все время близким к атмосферному.
Отсчет следует проводить 10 минут, фиксируя изменение положения столба воды в бюретке через каждые 2 минуты. Объем выделяющегося водорода занести в табл. 5.
Таблица 5
Экспериментальные данные определения скорости коррозии металла
| Металлический материал | Время протекания реакции, t, мин | Объем выделившегося водорода, V, мл | Скорость коррозии, К0, мл/мин |
Постройте график зависимости объема выделившегося водорода (V) от времени (t) и по тангенсу угла наклона определите скорость коррозии металла. Среднюю скорость коррозии (Ко) можно рассчитать по формуле
, (3)
где Ко – скорость коррозии без ингибитора, мл/мин; V – объем выделившегося водорода, t – время протекания реакции, мин.
Следующим этапом эксперимента является введение в электролит ингибитора. Каждой группе студентов преподаватель дает определенное количество ингибитора (от 1 до 5 мл). Студенты помещают ингибитор в рабочий электролит с условием, что суммарный объем должен быть равным объему электролита в предыдущем опыте. Время нахождения металла в электролите постоянно и равно 10 мин. По результатам опыта следует рассчитать величину ингибиторного эффекта и степень защиты от коррозии. Полученные данные занести в табл.6.
Ингибиторный эффект (g) показывает, во сколько раз ингибитор уменьшает скорость коррозии и вычисляется по формуле
. (4)
где К и Ко – скорость коррозии в присутствии ингибитора и без него.
Степень защиты от коррозии (Z) вычисляется по формуле
. (5)
Таблица 6
Показатели защиты металла от коррозии в присутствии ингибитора
| Металлический материал | Объем ингибитора, V, мл | Время эксперимента, t, мин | Объем выделившегося водорода, V, мл | Ингибиторный эффект, g, % | Степень защиты от коррозии, Z, % |
Сделайте вывод о скорости коррозии и об эффективности действия ингибитора, основываясь на величинах Ко,g и Z.