Тема. Коррозия металлов
|
|
 Скачать 54.53 Kb.
|
|
Приложение 1 Тема. Коррозия металлов. Цели урока. Сформировать у учащихся представление о коррозии металлов, используя знания о гальваническом элементе, выяснить причины вызывающие процесс коррозии и меры борьбы с коррозией, формировать учебные компетенции, стремление к познанию и самопознанию, способствовать воспитанию культуры труда в группах. Тип урока: изучение нового материала. Методы обучения: объяснительно – иллюстративный, частично – поисковый, экспериментальный. Оборудование: четыре стакана (один стакан с водой и три стакана с раствором NaCl), четыре железных гвоздя, медная и цинковая пластинка. Ход урока. I этап –мотивация учебной деятельности. На доске записана тема урока. Учитель. Сегодня я начну урок стихотворением Анны Ахматовой. Молюсь оконному лучу Он бледен, тонок, прям. Сегодня я с утра молчу А сердце - пополам. На рукомойнике моём Позеленела медь Но так играет луч на нём Что весело глядеть. Такой невинный и простой В вечерней тишине Но в этой храмине пустой Он словно праздник золотой И утешенье мне. Какое отношение имеет это стихотворение к теме нашего урока? Приведу в пример несколько фактов, которые помогут вам ответить на этот вопрос. 31 января 1951 года обрушился железнодорожный мост в Квебеке (Канада). Мост был введён в эксплуатацию в 1947 году. В 1964 году рухнуло одно из самых высоких сооружений в мире – 400 метровая антенная мачта на юго – западном побережье Гренландии. Список подобных разрушений можно значительно расширить, приведённые примеры объединяет один процесс, возможно вы знаете как он называется? Ученик: Этот процесс называется коррозией металлов. Учитель: для того чтобы разобраться в этом процессе, необходимо вспомнить как работает гальванический элемент? Учитель помогает ученикам вспомнить, что такое гальванический элемент и как он работает. II этап Изучение нового материала. Учитель. Теперь мы с вами готовы разобраться в процессе, который происходит с металлами. Работать будем по плану. План изучения коррозии:
Слово «коррозия» происходит от латинского слова «corrodere» - разъедать. Это саморазрушение металлов под действием внешней среды. Чаще всего коррозии подвергаются железо и его сплавы, этот металл широко используется человеком. Атомы железа под воздействием кислорода, ионов водорода и воды постепенно окисляются. Fe0 – 2e- →Fe2+ Fe2+ - e- → Fe3+ Результатом коррозии являются как прямые потери, связанные с уменьшением массы металла, так и косвенные, связанные с утратой практически важных свойств металла. Косвенные потери во много раз превышают прямые, поскольку разрушается вся металлическая конструкция. Виды коррозии. По тому, в какой среде происходит разрушение металла, различают атмосферную, газовую, жидкостную, почвенную коррозию. По механизму протекания различают химическую и электрохимическую коррозию. Химическая коррозия – протекает в средах не проводящих электрический ток (газ, нефть, бензин), при высоких температурах, когда невозможна конденсация водяного пара. Ей подвергаются детали двигателей внутреннего сгорания. Опыт 1. Прокаливание медной проволоки. Cu0 – 2е- → Сu2+ Происходит окислительно – восстановительный процесс. Электрохимическая коррозия протекает в среде электролита. Учитель. Какие вещества называются электролитами? Приведите примеры. Ученик. К электролитам относятся вещества, растворы которых проводят электрический ток. Электролитами являются растворы солей, кислот и щёлочей. Учитель. На поверхности металлического изделия всегда имеется плёнка влаги, в ней растворяются имеющиеся в атмосфере газы. СО2 + Н2О → Н+ + НСО3─ SO2 + H2O → H+ + HSO3─ При электрохимической коррозии наряду с химическими процессами (окислительно – восстановительный процесс) протекают и электрические, перенос электрона от одного участка к другому. Вспомним, где мы встречались с подобным процессом? Рассматривается работа гальванического элемента (медно – цинкового гальванического элемента). Вывод. Аналогично происходит коррозия сплавов. В присутствии электролитов одни участки поверхности сплава играют роль катода, а другие – анода. Ученики совместно с учителем дают определение коррозии. Коррозия – это химическое и электрохимическое разрушение металлов и их сплавов в результате воздействия на них окружающей среды. Учитель. Коррозия нежелательный процесс, наносится большой ущерб народному хозяйству. Мы с вами должны выяснить, отчего зависит скорость коррозии? Как можно повлиять на этот процесс? Учащиеся работают в группах (группы сформированы заранее). Учащимся раздаются стаканы: 1 стакан – железный гвоздь в воде. 2 стакан – железный гвоздь в растворе NaCl. 3 стакан – железный гвоздь вместе с медной проволокой в растворе NaCl. 4 стакан – железный гвоздь и цинк в растворе NaCl. Задание учащимся. Объясните процессы, происходящие в выданном вам стакане. Где коррозия происходит быстрее? Скорость процесса можно определить по количеству ржавчины в стакане. Определить тип коррозии. Почему в одних случаях коррозия усиливается, а в других замедляется?  № 1 № 2 № 3 № 4 № 1 Химическая коррозия, вода слабый электролит. 2Fe + 2HOH + O2 =2Fe2+(OH)2↓ 2Fe(OH)2 + HOH + O = 2Fe(OH)3↓ 4Fe (OH)2 + 2HOH + O2 = 4Fe(OH)3↓ № 2 и № 3 Электрохимическая коррозия. Р – р NaCl – это сильная коррозионная среда. Особенно, когда металл контактирует с менее активными металлами, в данном случае с медью, играющей роль катода. На аноде: Fe0– 2e- = Fe2+ На катоде: 2H+ + 2e- = 2H0 - H2↑ № 4 В данном случае железо играет роль катода. На аноде: Zn0 – 2e- = Zn2+ На катоде: 2H+ + 2e- = 2H0 – H20 ↑ По сути дела получается гальванический элемент и если соединить железный гвоздь и цинк с гальванометром, то прибор покажет наличие тока в цепи. Цинковая пластинка служит источником электронов, она растворяется. Железо не корродирует до тех пор, пока не растворится цинковая пластинка. Дети выходят со своими стаканчиками, демонстрируют их классу и с помощью учителя объясняют процессы коррозии. Все необходимые записи делаются в тетради и на доске. Вывод: Коррозия протекает быстрее в присутствии электролита и когда металл соединён с менее активным металлом. Основные методы защиты металлов от коррозии (работа с учебником). Учитель: Мы рассмотрели сущность процесса коррозии и основные методы защиты металлов от коррозии, а теперь домашнее задание. Объясните химические процессы о которых идёт речь в отрывке из стихотворения А. Ахматовой. На рукомойнике моём Позеленела медь. Но так играет луч на нём Что весело смотреть. |