Ăn mòn kim loại

Khi cho CuSO₄ vào thì xảy ra phản ứng: $Zn~+~CuS{{O}_{4}}~\to ~ZnS{{O}_{4}}~+~Cu$

Cu tạo ra bám trên $Zn\to $ tạo ra 1 pin điện hóa làm thanh kẽm ăn mòn nhanh

+) Cu + 2Fe(NO₃)₃ → Cu(NO₃)₂ + 2Fe(NO₃)₂

→ không tạo thành 2 điện cực mới → không xảy ra ăn mòn điện hóa

+) Cu + 2AgNO₃ → Cu(NO₃)₂ + 2Ag

→ Ag sinh ra bám vào thanh Cu, hình thành 2 điện cực cùng tiếp xúc với dung dịch chất điện li

→ xảy ra quá trình ăn mòn điện hóa

(1) Fe + 2FeCl₃ → 3FeCl₂ không tạo ra 2 điện cực mới → ăn mòn hóa học

(2) Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu

→ Cu sinh ra bám vào thanh sắt và hình thành 2 điện cực cùng tiếp xúc với dung dịch chất điện li

→ xảy ra ăn mòn điện hóa

(3) Đinh thép là hợp kim Fe-C, để ngoài không khí ẩm xảy ra sự ăn mòn điện hóa

(4) Fe + H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂

không tạo ra 2 điện cực mới → ăn mòn hóa học

(5) Cu + Fe₂(SO₄)₃ → CuSO₄ + 2FeSO₄

không tạo ra 2 điện cực mới → ăn mòn hóa học

(6) 2Al + 3CuSO₄ → Al₂(SO₄)₃ + 3Cu

→ Cu sinh ra bám vào thanh nhôm và hình thành 2 điện cực cùng tiếp xúc với dung dịch chất điện li

→ xảy ra ăn mòn điện hóa

Vậy có 3 trường hợp xảy ra ăn mòn điện hóa

(1) Zn + AgNO₃ → Zn(NO₃)₂ + Ag

=> ăn mòn điện hóa

(2) Gang có thành phần chính là Fe và C

Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂ 

Tạo ra 2 điện cực mới (Fe là cực (-), C là cực (+) → ăn mòn điện hóa

(3) Cho Na vào dung dich CuSO₄ có phản ứng

2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂

2NaOH + CuSO₄ → Cu(OH)₂ + Na₂SO₄

Phản ứng không tạo ra 2 điện cực mới → ăn mòn hóa học

(4) Tôn là Fe gắn với Zn. Vết xước sâu để cả Fe và Zn đều tiếp xúc với môi trường không khí ẩm

→ xảy ra ăn mòn điện hóa

(5) Fe + H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂ không tạo ra 2 điện cực mới → ăn mòn hóa học

(6) Mg + FeCl_{3 dư} → MgCl₂ + FeCl₂ không tạo ra 2 điện cực mới → ăn mòn hóa học

(1) Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂ không tạo ra 2 điện cực mới → ăn mòn hóa học

(2) Fe + Cu(NO₃)₂ → Fe(NO₃)₂ + Cu

→ Cu sinh ra bám vào viên Fe và hình thành 2 điện cực cùng tiếp xúc với dung dịch chất điện li

→ xảy ra ăn mòn điện hóa

(3) Fe + 2FeCl₃ → 3FeCl₂ không tạo thành 2 điện cực mới → ăn mòn hóa học

(4) Ni và Fe được nối với nhau và đặt trong không khí ẩm → ăn mòn điện hóa

(5) 3Fe + 4O₂  Fe₃O₄ (ăn mòn hóa học)

(6) Fe + CuSO₄ + H₂SO₄ : cả ăn mòn điện hóa và ăn mòn hóa học vì xảy ra các phản ứng sau

Fe + H₂SO₄ → FeSO₄ + H₂ (ăn mòn hóa học vì không hình thành 2 điện cực mới)

Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu

→ Cu sinh ra bám vào thanh sắt và hình thành 2 điện cực cùng tiếp xúc với dung dịch chất điện li

→ xảy ra ăn mòn điện hóa

- TN1: Zn + FeCl₃ → ZnCl₂ + FeCl₂ (ăn mòn hóa học vì không hình thành 2 điện cực mới)

          Zn + FeCl₂ → ZnCl₂ + Fe

→ Fe sinh ra bám vào thanh kẽm và hình thành 2 điện cực cùng tiếp xúc với dung dịch chất điện li

→ xảy ra ăn mòn điện hóa đồng thời với ăn mòn hóa học

- TN2: Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu

→ Cu sinh ra bám vào thanh sắt và hình thành 2 điện cực cùng tiếp xúc với dung dịch chất điện li

→ xảy ra ăn mòn điện hóa đồng thời với ăn mòn hóa học

- TN3: Cu + 2FeCl₃ → CuCl₂ + 2FeCl₂ không tạo thành 2 điện cực mới → ăn mòn hóa học

- TN4: Zn + 2HCl → ZnCl₂ + H₂ (ăn mòn hóa học)

          Fe + 2HCl → FeCl₂ + H₂ (ăn mòn hóa học)

Hai thanh kim loại được nối với nhau và được nhúng trong dung dịch chất điện li → xảy ra cả ăn mòn điện hóa đồng thời với ăn mòn hóa học

- TN5: $Cu+2HCl+\frac{1}{2}{{O}_{2}}\to CuC{{l}_{2}}+{{H}_{2}}O$ không có kim loại mới → ăn mòn hóa học

- TN6: 3Fe + 2O₂ → Fe₃O₄ (ăn mòn hóa học)

- TN7: Ăn mòn điện hóa

=> Các TN1, TN2, TN3, TN4, TN5, TN6 có xảy ra ăn mòn hóa học

Các vật dụng bằng sắt trong đời sống đều không phải là sắt nguyên chất là nguyên nhân dẫn tới ăn mòn điện hóa

→  dễ bị gỉ sét khi tiếp xúc với dung dịch điện li

Cơ sở hóa học của các phương pháp chống ăn mòn kim loại :

- Phương pháp bảo vệ bề mặt là phủ lên bề mặt kim loại một lớp sơn, dầu mỡ, chất dẻo hoặc tráng, mạ bằng một kim loại khác. Nếu lớp bảo vệ bị hư, kim loại sẽ bị ăn mòn.

- Phương pháp bảo vệ điện hóa là dùng một kim loại có tính khử mạnh hơn làm vật hi sinh để bảo vệ vật liệu kim loại. Vật hi sinh và kim loại cần bảo vệ hình thành một pin điện, trong đó vật hi sinh đóng vai trò cực âm và bị ăn mòn.

→ Ngăn cản hạn chế quá trình oxi hóa kim loại.

Người ta gắn tấm Zn vào vỏ ngoài của tàu thuỷ ở phần chìm trong nước biển để chống ăn mòn kim loại bằng phương pháp điện hoá (SGK lớp 12 nâng cao – trang 135)

Phương pháp chống ăn mòn ở đây là bảo vệ bề mặt (SGK lớp 12 nâng cao – trang 135).

Thực tế người ta dùng Zn phải dùng kim loại hoạt động mạnh hơn để hi sinh bên ngoài, bảo vệ kim loại Fe bên trong

Hỗn hợp tecmit gồm Al và Fe₂O₃.

Tôn là sắt được tráng kẽm

Pin điện Zn-Cu đặt trong không khí ẩm:

Anot (-): Zn → Zn²⁺ + 2e => xảy ra quá trình oxi hóa Zn

Catot (+): O₂ + H₂O + 4e → 4OH^- => xảy ra quá trình khử O₂

Nối một sợi dây nhôm với một sợi dây đồng rồi để lâu trong không khí ẩm sẽ xảy ra hiện tượng ăn mòn điện hóa. Tính khử Al > Cu nên Al sẽ bị ăn mòn ⟹ chủ yếu xảy ra quá trình oxi hóa nhôm.

Cốc 1: Đinh sắt bị ăn mòn hóa học. Khí H₂ sinh ra bám vào bề mặt của đinh sắt, ngăn cản sự tiếp xúc của đinh sắt với dung dịch HCl nên khí thoát ra chậm.

⟹ Đinh sắt bị ăn mòn chậm.

Cốc 2: Đinh sắt và dây đồng tiếp xúc trực tiếp với nhau, cùng được nhúng trong dung dịch chất điện li HCl nên có xảy ra hiện tượng ăn mòn điện hóa. Đinh sắt đóng vai trò anot (do Fe có tính khử mạnh hơn Cu) nên bị ăn mòn. Khí sinh ra trên bề mặt thanh Fe giảm nên sự tiếp xúc giữa Fe và dung dịch HCl tăng lên.

⟹ Đinh sắt bị ăn mòn nhanh.

Cốc 3: Đinh sắt và dây kẽm tiếp xúc trực tiếp với nhau, cùng được nhúng trong dung dịch chất điện li HCl nên có xảy ra hiện tượng ăn mòn điện hóa. Dây kẽm đóng vai trò anot (do Zn có tính khử mạnh hơn Fe) nên bị ăn mòn. ⟹ Đinh sắt được bảo vệ.

Vậy đinh sắt trong cốc 2 bị ăn mòn nhanh nhất.

- A sai vì có phản ứng: Zn + CuSO₄ → ZnSO₄ + Cu

Cu sinh ra bám vào Zn và cùng tiếp xúc với dung dịch điện li nên xảy ra ăn mòn điện hóa.

- B đúng vì Fe và C tiếp xúc với nhau nhưng môi trường khí O₂ không phải là môi trường chất điện li nên chỉ xảy ra ăn mòn hóa học.

- C sai vì có phản ứng: Fe + CuSO₄ → FeSO₄ + Cu

Cu sinh ra bám vào Fe và cùng tiếp xúc với dung dịch điện li nên xảy ra ăn mòn điện hóa.

- D sai vì Fe và C tiếp xúc trực tiếp và cùng được đặt trong môi trường chất điện li (không khí ẩm) nên xảy ra ăn mòn điện hóa.

Các phương pháp bảo vệ kim loại không bị ăn mòn là:

+ Phương pháp bảo vệ bề mặt.

+ Phương pháp điện hóa.

C sai vì ăn mòn điện hóa có phát sinh dòng điện, ăn mòn hóa học không phát sinh dòng điện.