Anorganická chemie. Chemické vlastnosti kovů Rychlost vývoje koroze

1 téma "Obecné vlastnosti kovů" (2 hodiny)

Lekce 2.

TÉMA lekce:

Chemické vlastnosti kovů. Pojem koroze kovů a způsoby ochrany proti ní (přehled) Opakování a zobecnění znalostí.

NRK."Metody boje proti korozi - ochranné povlaky s jinými kovy a přísadami za účelem získání nerezových slitin"

Místo lekce v tématu: 2 lekce

Typ lekce: učit se nové látky pomocí prezentací.

Typ lekce: kombinovaný.

Cíle lekce:

· Zajistit, aby studenti vnímali a chápali základní pojmy tématu „kov jako prvek“ a „kov jako jednoduchá látka“.

· Přivést studenty k pochopení chemických vlastností kovů a reakcí, které jsou jejich základem.

Zdokonalit znalosti studentů o kovech, jejich sloučeninách, vlastnostech;

· Vytvářet podmínky pro rozvoj schopnosti vědomě pracovat se zdroji informací as chemickými termíny.

úkoly:

Tutorial:

· Shrnout dříve získané znalosti studentů při posuzování obecných chemických vlastností kovů.

· Zopakujte si rysy reakcí kovů s roztoky elektrolytů.

· Rozvíjet logické myšlení při zobecňování poznatků a konkretizaci obecných vlastností kovů u jednotlivých zástupců této třídy jednoduchých látek.

· Na základě dříve získaných znalostí studentů přivést k pochopení rozdílů v představách o kovech jako chemických prvcích a kovech jako jednoduchých látkách.

· Pokračovat v rozvoji dovedností a schopností při sestavování rovnic, elektronických vah v redoxních reakcích, schopnosti porovnávat, analyzovat a vyvozovat závěry.

vytvářet podmínky pro to, aby studenti získali znalosti o chemických vlastnostech kovů a reakcích, které jsou jejich podkladem;

vysvětlit jev koroze kovů, zjistit, co je to koroze, její druhy, mechanismus (na příkladu koroze železa), způsoby ochrany proti korozi.

rozvíjející se:

podporovat rozvoj logického myšlení žáků, schopnost analyzovat a porovnávat, pracovat s doplňujícími informacemi při provádění sdělení.

péče:

· vytvořit zájem o předmět prostřednictvím multimediálních schopností počítače.

podporovat vytváření představ o vztazích příčina-následek a vztazích,

· rozvíjet touhu po kolektivismu;

· vytvořit světonázorový koncept poznatelnosti přírody.

Plánované výsledky učení:

Vědět:

· Chemické vlastnosti kovů.

Stanovení koroze kovů, její druhy a způsoby ochrany proti ní.

· Podmínky, které podporují a zabraňují korozi.

Být schopný:

Dokažte chemické vlastnosti kovů: zapište rovnice chemických reakcí v molekulární a redoxní formě.

· Vysvětlit podstatu chemické a elektrochemické koroze.

Vzdělávací prostředky:

· počítač,

· podpora multimédií,

· Periodický systém chemických prvků.

Prezentace na téma "Chemické vlastnosti kovů"

"Koroze kovů"

Během lekcí:já. Úvodní část. Organizace času.

1. Pozdrav studentů.

2. Určení nepřítomných ve výuce.

3. Kontrola připravenosti na začátek hodiny.

4. Organizace pozornosti, stanovení cíle lekce.

II. Aktualizace a kontrola znalostí.

1 PŘEDNÍ ROZHOVOR.

Otázky a úkoly k práci studentů:

· Kde se nacházejí kovy v PS chemických prvků?

· Co je společné ve struktuře atomů všech kovů?

Jaké jsou redoxní vlastnosti kovů?

Co je to kovová vazba?

Co jsou to kovové krystalové mřížky?

Jak se vyskytují v přírodě? Proč se většina kovů vyskytuje jako sloučeniny?

Jaké jsou vlastnosti fyzikálních vlastností? Pokud je to možné, vysvětlete to.

· elektrická vodivost, tepelná vodivost(vysvětleno přítomností volných elektronů v kovových mřížkách, které se mohou snadno pohybovat);

· Kujnost, plasticita kovů(schopnost tzv. „elektronového plynu“, tedy volných elektronů vázat jakoukoliv konfiguraci atomů kovu)

· Křehkost kovů(na příkladu chrómu a manganu)

V tomto případě dochází k redoxní reakci, během které je kov oxidován a okysličovadlo přítomné v médiu je redukováno, elektrony přecházejí z kovu do okysličovadla přímo bez výskytu elektrického proudu v obvodu.

Demonstrace: Například kalcinujme měděný drát na vzduchu. Na co se díváš? (navrhovaná odpověď: pozorujeme změnu barvy – vzhled černého povlaku, což znamená, že prošla chemická reakce).

Když měď reaguje s kyslíkem, dochází k následující reakci:

2C u + O2=2C u O (zápis do sešitu a na tabuli, povolaný student pracuje u tabule)

Většina kovů je oxidována vzdušným kyslíkem a vytváří na povrchu oxidový film. Pokud je tento film hustý, dobře spojený s povrchem, pak chrání kov před dalším zničením. Například při korozi hliníku v kyslíku dochází k následující reakci:

4Al + 302 = 2Al2O3. (pište do sešitu a na tabuli)

Oxidový film pevně přilne ke kovovému povrchu a ke kovu již nedochází k žádnému dalšímu přístupu kyslíku. Můžeme říci, že takový povlak je pro hliník příznivý, protože nedochází k další destrukci. Hustý oxidový film zinku, niklu, chrómu, cínu, olova atd.

V případě chemické koroze železa dochází k následující reakci:

3 Fe + 2О2= Fe 3 O4 ( FeO Fe 2 O3)

Film oxidu železitého je velmi volný (nezapomeňte na jakýkoli rezavý předmět - jakmile jej zvednete, zůstanou stopy rzi) a nedrží pevně na kovovém povrchu, takže kyslík proniká stále dále, koroze jde, dokud není předmět úplně zničeno.

elektrochemická koroze. (zápis do notebooku)(Snímek 7)

Tento typ koroze je mnohem rozšířenější, postihuje parní kotle, podvodní části lodí, kovové konstrukce a konstrukce pod vodou i v atmosféře, potrubí uložené v zemi, pláště kabelů atd.

Elektrochemická koroze vytváří elektrický obvod. Jak jeden kov, tak kovy, které jsou ve vzájemném kontaktu, mohou být vystaveny korozi. Zvažte, co se stane, když se zinek vloží do zředěného roztoku kyseliny chlorovodíkové. (ukázka zkušeností)Otázka pro třídu:

"Na co se díváš?" (Odpověď: zinek reaguje s kyselinou a uvolňuje se plyn)

V kyselém prostředí daruje zinek 2 elektrony. V tomto případě se oxiduje a přechází do roztoku ve formě iontů:

Zn – 2 E - = Zn 2+ (zápis na tabuli a do sešitu)

Redukují se vodíkové kationty, vzniká plyn - vodík:

2 H + + 2 e - \u003d H2 (pište na tabuli a do notebooku)

Reakční rovnice v iontové formě:

Zn +2H+ = H2+ Zn 2+ (zápis na tabuli a do sešitu)

Bylo pozorováno, že ultračisté kovy jsou odolné vůči korozi. Například ultračisté železo koroduje mnohem méně než běžné železo. Slavný sloup Kutub v Indii poblíž Dillí stojí téměř jeden a půl tisíce let a není zničen, navzdory horkému a vlhkému klimatu. Je vyroben ze železa, ve kterém nejsou téměř žádné nečistoty. Jak se dávným metalurgům podařilo získat tak čistý kov, je dodnes záhadou.

ZPŮSOBY OCHRANY PROTI KOROZI.

Ochranná ochrana

Ochrana s méně aktivním kovem

Pasivace

Elektrická ochrana

Vytváření slitin odolných vůči korozi

Přidání inhibitorů

Různé nátěry.

STUDENTSKÁ ZPRÁVA. NRK.

1. "Metody boje proti korozi - ochranné povlaky s jinými kovy a přísadami za účelem získání nerezových slitin"

2. "Moderní úspěchy v oblasti tvorby nových slitin, jejich aplikace v různých odvětvích průmyslu a ekonomiky"

MATERIÁL PRO ZPRÁVY.

Zpráva 1. Ochranná ochrana. Kov, který je potřeba chránit před korozí, je potažen aktivnějším kovem. Ten kov, který se jistě ve dvojici zničí, se nazývá chránič. Příkladem takové ochrany je pozinkované železo (železo - katoda, zinek - anoda), kontakt hořčíku a železa (hořčík - chránič).

Železo je často pokovováno jiným kovem, jako je zinek nebo chrom, aby bylo chráněno před korozí. (Snímek 10, stejně jako tabulka "Metody ochrany proti korozi).

Pozinkované železo se získává potažením tenkou vrstvou zinku. Zinek chrání železo před korozí i po porušení celistvosti povlaku. V tomto případě železo hraje roli katody při korozi, protože zinek se oxiduje snadněji než železo:

Zn -2e- = Zn 2+ (zápis na tabuli a do sešitu)

Na chráněném hardwaru běží následující procesy:

2 H + + 2 E - = H 2 (v kyselém prostředí)

nebo

Ó 2 + 2 H 2 O + 4 E - = 4 Ach - (v neutrálním prostředí)

Zn 2+ + 2 OH- = Zn (OH) 2 (zapište na tabuli a do sešitu)

Hořčíková anoda je obklopena směsí sádry, síranu sodného a jílu pro zajištění iontové vodivosti. Potrubí plní roli katody v galvanickém článku (obr. 5. Ochrana železných vodovodních trubek).

Zpráva 2. Ochrana kovu s méně aktivním kovem. Takzvaný "plech" se získává pokrytím plechu tenkou vrstvou cínu. Cín chrání železo, dokud ochranná vrstva zůstává nedotčena. Jakmile se poškodí, začne na železo působit vzduch a vlhkost, cín dokonce urychluje proces koroze, protože slouží jako katoda v elektrochemickém procesu.

Proto železo v tomto případě slouží jako anoda a je oxidováno.

Elektrická ochrana. Konstrukce, která je v prostředí elektrolytu, je spojena s jiným kovem (obvykle kusem železa, kolejnicí apod.), ale přes vnější zdroj proudu. V tomto případě je struktura, která má být chráněna, připojena ke katodě a kov je připojen k anodě zdroje proudu. V tomto případě jsou elektrony odvedeny z anody zdrojem proudu, anoda (ochranný kov) je zničena a oxidační činidlo je redukováno na katodě. Elektrická ochrana má oproti ochraně proti běhounu výhodu: dosah první je asi 2000 m, druhé 50

Zpráva 3. Vytváření slitin odolných vůči korozi. Pokud kov, jako je chrom, vytvoří hustý oxidový film, přidá se k železu a vznikne slitina – nerezová ocel. Takové oceli se nazývají legované. Velkým úspěchem metalurgů v ochraně proti korozi bylo vytvoření korozivzdorné oceli. V důsledku snížení obsahu uhlíku v nerezové oceli na 0,1 % bylo možné z ní vyrábět plechy. Typická „nerezová ocel“ obsahuje 18 % chrómu a 8 % niklu. První tuny nerezové oceli u nás byly vytaveny již v roce 1924 ve Zlatoustu. Nyní byla vyvinuta široká škála korozivzdorných ocelí. Jedná se jak o slitiny železo-chrom-nikl, tak zejména o korozivzdorné slitiny niklu legované molybdenem a wolframem. Tyto slitiny jsou také vyráběny v našem závodě.

Mnohé slitiny, které obsahují malé množství přísad drahých a vzácných kovů, získávají pozoruhodnou odolnost proti korozi a vynikající mechanické vlastnosti. Například přídavek rhodia nebo iridia k platině zvyšuje její tvrdost natolik, že se výrobky z ní – laboratorní sklo, součásti strojů se skelným vláknem – stávají téměř věčnými.

Zpráva 4 Pasivace kovů. Pasivace je vytvoření těsně přiléhající oxidové vrstvy na kovovém povrchu, která chrání před korozí. Povrch kovu je upraven tak, aby se vytvořil tenký a hustý oxidový film, který zabraňuje destrukci základní látky. Například koncentrovanou kyselinu sírovou lze přepravovat v ocelových cisternách, protože na kovovém povrchu vytváří tenký, ale velmi pevný film. Pasivaci způsobují i ​​další silná oxidační činidla. Například uložení žiletek v roztoku chromanu draselného je udrží déle ostré. Jinak působením vlhkého vzduchu železo oxiduje a jeho povrch rezaví.

PROTI. Konsolidace nového materiálu. Shrnutí. Odraz.

Cvičení 10. str. 112 učebnice ústně.

Klasifikace.

ZÁVĚR.

VI. Domácí práce.

§ 37, poznámky v sešitě. Opakujte § 36. Shrňte materiál na téma "Obecné vlastnosti kovů"

Příprava na další lekci.

Skupina 1: "Alkalické kovy"

Skupina 2: "Kovy alkalických zemin"

Skupina 3: "Metals III A group"

Státní technická univerzita v Omsku
Katedra "chemie"
Novgorodceva L.V.
OBECNÁ CHEMIE
Chemické vlastnosti kovů.
Koroze kovů.
Přednáška
Multimediální prezentační přednáška
©OmSTU, 2014

Distribuce kovů v přírodě

KOVY V PŘÍRODĚ. CLARK.

Clark číslo (nebo clarks prvků, častěji říkají
prostě clarkův prvek) - čísla vyjadřující průměr
obsah chemických prvků v zemi
kůra, hydrosféra, Země, vesmír
těles, geochemických nebo kosmochemických systémů atd.,
vzhledem k celkové hmotnosti tohoto systému.
Vyjádřeno v % nebo g/kg.
Většina
distribuován z
kovů v zemi
kůra
Hliník
Al-
8,45 % (hmotnost)
Žehlička
Fe-
4,4 % (hm.)
Vápník
Ca-
3,3 % (hm.)
Sodík
Na-
2,6 % (hmotnost)
Hořčík
mg-
2,1 % (hmotnost)
Titan
ti-
0,61 % (hmotnost)

NEJBĚŽNĚJŠÍ SLOUČENINY KOVŮ V PŘÍRODĚ

Z přírodních sloučenin kovů nejvíce
oxidy jsou běžné.
Fe2O3 - hematit; Fe3O4 - magnetická železná ruda, magnetit;
Cu2O - cuprit; Al2O3 - korund; TiO2 – rutil, anatas, brookit;
MnO2 - pyrolusit; SnO2 - kassiterit atd.
Rozšířené sulfidy s nízkou aktivitou
kovy: NiS; CuS; ZnS; PbS; FeS2.
Ve formě halogenidů: - fluoridy, chloridy - alkalické a
kovy alkalických zemin.
Ve formě uhličitanů - lehké kovy - Mg, Ca (CaCO3).
Ve formě síranů - aktivní kovy Na, Ca, Ba, Mg (Na2SO4).
Rozpustné kovové soli se nacházejí ve vodě oceánů, moří, jezer.

Získávání kovů

Těžba kovů z rud

Většina kovů se v přírodě vyskytuje ve formě
sloučeniny s jinými prvky, hlavně ve formě rud.
Ve volném stavu (nugety)
našli zlato a platinu a
stříbro a měď - částečně; Někdy
narazí na nativní rtuť
některé další kovy.
Au a Pt se těží skrz
mechanické oddělení od skály,
ve kterých jsou uzavřeny (např.
praním) nebo extrakcí
je z horniny pomocí různých činidel
následuje extrakce z
řešení

PYROMETALURGIE

Získávání kovů z jejich rud
zotavení na vysoké
teploty
Restaurátoři
uhlík (koks)
PbO + C = Pb + CO
kysličník uhelnatý
(II)
Fe2O3 + 3CO = 2Fe + 3CO2
Vodík
Mn02 + 2H2 = Mn + 2H20
hydrotermie
Více aktivní
kov
(metalotermie)
Fe2O3 + 2Al = 2Fe + Al2O3
aluminotermie
TiCl4 + 2Mg = Ti + 2MgCl2
magnesiumthermy
karbotermie

HYDROMETALURGIE

Rozpouštění přírodního
sloučeniny ve formě vody
řešení pomocí různých
činidla následovaná
uvolnění kovu z
řešení. Proces pokračuje
normální teploty.
Redukční činidla - aktivní
kovy nebo elektrony
Zlato se získává z rud pomocí kyanidu draselného a
poté rekonstituován práškovým zinkem
2K + Zn → K2 + 2Au
Kov se získává v jemně rozmělněném stavu

ELEKTROMETALURGIE

Elektrometalurgie - získávání kovů z vody
roztoky nebo taveniny pomocí elektrického proudu
(elektrolýzou)
Elektrolýza vodných roztoků: pro získání nízkoaktivních kovů
CuSO4 + H2O → Cu0 + H2SO4 + O2
Katoda (-): Cu2+ + 2e- → Cu0
Anoda (+): 2H20 - 4e- -> 02 + 4H+
Elektrolýza taveniny: pro
získávání aktivních kovů
2NaCl tavenina -> 2Na0 + Cl20
Katoda (-): Na+ + 1e- → Na0
Anoda (+): 2Cl- - 2e- -> Cl20

METODA FLOTACE

Flotace je metoda založená na
různá povrchová smáčivost
minerální voda.
Příklad: ruda sestávající ze sirného kovu a prázdná
kameny, drcené, naplněné vodou, přidáním nízké polarity
organická hmota (k tvorbě pěny) a malá
množství "sběrného" činidla, které je adsorbováno
povrch minerálu. Zespodu se směsí vede proud
vzduch. V důsledku toho minerální částice s vrstvou molekul
„kolektory“ se nalepí na vzduchové bubliny a částice jsou prázdné
kameny smáčené vodou klesají ke dnu. Poté pěnu
sbírat, lisovat a získávat rudu s vysokým obsahem
kov.

MAGNETICKÁ METODA

Magnetická separace se používá pro zušlechťování rud obsahujících
minerály s relativně vysokou magnetickou susceptibilitou. Jim
zahrnují magnetit, franklinit, ilmenit a pyrhotit, stejně jako
některé další minerály železa, jejichž povrchy mohou být
dané požadované vlastnosti nízkoteplotním výpalem.
Separace se provádí jak ve vodě,
i v suchém prostředí. Suchá separace
vhodnější pro velká zrna,
mokré - pro jemnozrnné písky a
slizy. Obyčejný magnetický separátor
je zařízení, které
vrstva rudy o tloušťce několika zrn
se nepřetržitě pohybuje v magnetickém poli
pole. Magnetické částice jsou vytahovány
z toku zrn páskou a jsou shromažďovány pro
další zpracování; nemagnetické
částice zůstávají v proudu.

Povaha chemické vazby v kovech

OBECNÉ FYZIKÁLNÍ VLASTNOSTI

Vysoká elektrická vodivost, vysoká tepelná vodivost,
plasticita, tzn. schopnost deformace
běžné i zvýšené teploty, bez kolapsu.
Díky této vlastnosti kovy
lze kovat, válcovat,
tažení drátu (kreslení),
lisování.
Kovy jsou neodmyslitelné
také kovové
zářit kvůli
jejich schopnost
dobře odrážejí světlo.

KOVY. POLOVODIČE. DIELEKTRICKÉ. ZÓNOVÁ TEORIE.

KOVOVÁ VAZBA

Schopnost elektronů volně se pohybovat krystalem
a slouží k přenosu energie z jedné jeho části do druhé
důvodem vysoké tepelné a elektrické vodivosti kovů
Valenční elektrony, které provádějí chemickou vazbu
nepatří ke dvěma nebo více konkrétním atomům,
ale na celý kovový krystal. Zároveň valenční elektrony
schopný se volně pohybovat v krystalu.
takto vzdělaný
se nazývá chemická vazba
kovová vazba.
Sada "zdarma"
elektrony v kovu elektronovým plynem

Chemické vlastnosti kovů

Standardní vodíková elektroda

Sestavit číselnou stupnici elektrody
potenciály potřebují potenciál jakékoli elektrody
proces se rovná nule. Jako měřítko pro
K vytvoření takového měřítka se používá elektrodový proces:
2H+ + 2e- = H2
Vodíková elektroda
platinová deska,
elektrolyticky potažené
houbovitá platina a ponořená
v 1M roztoku kyseliny sírové,
skrz kterou probublává
plynný vodík
tlak 1 atmosféra.
Na kontaktní ploše
platina s kyselým roztokem
je ustavena rovnováha
proces:
2H++2e- ⇆ H2

ELEKTROCHEMICKÁ NAPĚŤOVÁ ŘADA KOVŮ

Potenciál vodíkové elektrody je reprodukován s velmi vysokým
přesnost. Proto je vodíková elektroda přijímána jako
standard při vytváření stupnice elektrodových potenciálů.
K určení potenciálu
nebo jiný elektrodový proces
potřeba udělat galvaniku
živel
z
předmět
A
Standard
vodík
elektrodu a změřte její EMF.
Od potenciálu standardu
vodíková elektroda je nulová,
Že
dimenze
EMF
vůle
představit
vy sám
potenciál
elektrodový proces.
Tak se získá elektrochemická napěťová řada
kovy. Protože měření se provádějí ve vztahu k vodíku
elektroda, tato řada se nazývá vodíková stupnice.

VLASTNOSTI OBNOVENÍ. IONIZAČNÍ ENERGIE

Oslabení regeneračních vlastností, aktivita
Tato řada se nazývá elektrochemická napěťová řada.
kovy. Ionizační energie, určená polohou
kovu v periodické soustavě. V elektrochemii
v sérii napětí se může kov nalevo přemístit
z roztoků nebo roztavených solí, kov, stojící vpravo.

Pomocí této řady lze předpovědět, jak bude kov vypadat
chovat se v tandemu s ostatními.
Zařazeno také do elektrochemické řady napětí
vodík. To nám umožňuje učinit závěr, které
kovy mohou vytěsnit vodík z kyselých roztoků.
Například železo vytlačuje vodík z roztoků
kyseliny, protože se nachází nalevo od něj;
měď nevytlačuje vodík, protože je umístěna vpravo
to v řadě napětí kovů.

ČINNOST KOVŮ DLE NAPĚŤOVÉ ŘADY KOVŮ

Li, K, Ba, Na, La, Mg, Lu, Be, Sc, Ti, Hf, Al, Zr, V, Mn, Cr, Zn, Fe, Cd,
Co, Mo, Sn, W, Pb, H
Ge, Sb, Bi, Cu, Re, Ag, Pd, Hg, Pt, Au.
Všechny kovy lze rozdělit do skupin:
aktivní kovy jsou v řadě aktivit před Cd;
střední aktivita - jsou v řadě od Cd do H;
Neaktivní kovy jsou v řadě aktivit po N.

OBECNÉ CHEMICKÉ VLASTNOSTI KOVŮ

Chemické vlastnosti kovů jsou určeny:
strukturu jejich atomů,
typ krystalové mřížky.
Hlavní a nejběžnější vlastnost kovů je dobrá
redukční činidla, tj. snadno darovat elektrony
Me0 - ne-→ Muži+
Na základě řady standardních elektrodových potenciálů
je možné učinit závěr o chemické aktivitě kovů
Se solemi aktivnější kov (vlevo v řadě
napětí kovů) vytěsňuje méně aktivní ze svého
soli: Zn + CuCl2 → ZnCl2 + Cu

VŠEOBECNÉ VLASTNOSTI KOVŮ. INTERAKCE S JEDNODUCHÝMI LÁTKAMI

KOV
kyslík
oxidy, peroxidy,
superoxidy
halogeny
fluoridy, chloridy,
bromidy, jodidy
síra
sulfidy
dusík
nitridy
fosfor
fosfidy
vodík
hydridy
uhlík
karbidy
křemík
silicidy

Interakce kovů s vodou

INTERAKCE KOVŮ S VODOU Z TERMODYNAMICKÉHO HLEDISKA

Interakce kovů s vodou probíhá podle reakce:
Me0 + H20 = MeOH + 1/2 H2

Ϥ0Červená
Oxidační činidlo:
2H+ + 2e- -> H2
Ϥ0Oh
Е= Ϥ0Ох - Ϥ0Červená > 0
Ϥ0Ox > Ϥ0Červená
Standardní elektrodový potenciál vodíkových iontů ve vodě
(pH = 7):
Ϥ0Ox \u003d -0,59.pH \u003d -0,41 V
Podmínkou redukce kovu vodou tedy může být
napište ve tvaru:
Ϥ0Červená< -0,41 В
Tito. s vodou, vytlačováním vodíku z ní, interagují všechny
kovy do Cd, standardní elektroda
jehož potenciál je nižší než -0,41 V.

INTERAKCE KOVŮ S VODOU

Aktivní kovy (kovy od počátku řady aktivit až po Mg) s
voda poskytuje hydroxidy a vodík:
2Na + 2H20 = 2NaOH + H2
Kovy střední aktivity (od Mg po H2) dávají oxidy a
vodík (při zahřátí):
Kovy stojící v řadě od Mg po Cd reagují s horkou vodou:
Mg + 2H20 = Mg(OH)2 + H2
3Fe + 4H20 = Fe304 + 4H2
Reakční teplota t = 100 °С
Reakční teplota t = 700 °С
Některé z kovů se nacházejí
mezi Mg a Cd jsou např. Zn, Al pokryty ochranným oxidem
filmy (ZnO, Al2O3) a nerozpouštějí se ve vodě, tzn. kov není
aktivní pasivní). Tento jev se nazývá pasivace kovů.
Neaktivní kovy nereagují s vodou.

Interakce kovů s kyselinami

INTERAKCE S KYSELINAMI

Zředěné kyseliny jsou oxidační činidla kvůli
vodík
Redukční činidlo: Me0 - ne-→ Muži+
Ϥ0Červená
Oxidační činidlo:
2H+ + 2e- -> H2
Ϥ000 = Ϥ0 2H+/H2 = 0
Е= Ϥ0Ох - Ϥ0Červená > 0
Ϥ0Ox > Ϥ0Červená
Ϥ0Červená< 0 В
Mg0 + 2HCl -> MgCl2 + H2
Kovy v napěťové řadě kovů až
vodík jej vytěsňuje z kyselin (výjimky:
koncentrovaná kyselina sírová, kyselina dusičná jakákoliv
koncentrace).

PASIVACE KOVŮ KYSELINAMI

Někdy nerozpustný nebo mírně rozpustný
produkty, které inhibují reakci.
Například olovo Pb se nerozpouští ve zředěné sírové
kyselina a chlorovodíková, protože Vznikají PbSO4 a PbCl2, které nejsou
rozpouští se ve vodě a brání oxidaci.
Pb + 2HCl = PbCl2 + H2
Pasivační efekt díky vytvoření ochranného filmu na
povrchu, zpomaluje reakci
pozorované u některých jiných kovů.
Nejčastěji se produkty tvoří interakcí s
následující kyseliny: H3PO4, H2SO3, H2CO3, HCN, HF.

TABULKA ROZPUSTNOSTI

INTERAKCE KOVŮ S KONCENTROVANOU KYSELINOU SÍROVOU

V koncentrované kyselině sírové jako oxidační činidlo
síra působí v oxidačním stavu +6, který je obsažen v
složení síranového iontu SO42-.
Koncentrovaná kyselina sírová vše okysličuje
kovy, jejichž standardní elektrodový potenciál je
menší než 0,36 V, maximální hodnota elektrody
potenciál v elektrodových procesech zahrnujících sulfataci SO42-.
Koncentrovaná kyselina sírová se redukuje na
následující produkty
H2S+6O4 (c) → S+4O2 → S0 → H2S2-

VLIV AKTIVITY KOVŮ V INTERAKCI S KONCENTROVANOU KYSELINOU SÍROVOU

Aktivní kovy reagují s kyselinou a redukují ji
na sirovodík
5H2S6+O4(k) + 4Zn = 4ZnSO4 + H2S + 4H2O
Neaktivní kovy reagují s kyselinou a redukují
ji na SO2
2H2S6+O4(k) + Cu0 = CuSO4 + SO2 + 2H2O
Koncentrovaná kyselina sírová pasivuje kovy
střední aktivita: Fe, Be, Cr, Co, Al. Na povrchu
kovové, tvoří se husté oxidové filmy:
3H2SO4(k) +2Fe = Fe2O3 + 3H2O +3SO2
Kovy Re, Mo, Tc, Ti, V interagují v souladu s
rovnice
2V + 5H2SO4 (k) \u003d 2HVO3 + 5SO2 + 4H2O

OXIDAČNÍ SÍLA KYSELINY DUSIČNÉ

Zbytky kyseliny dusičné (jakákoli koncentrace)
má vysokou oxidační sílu.
Dusík působí v kyselině dusičné jako oxidační činidlo.
oxidační stavy +5.
Kyselina se redukuje na následující produkty:
HN5+O3 → N4+O2 → N2+O → N+2O → N20 → N3-H3
Stupeň zotavení roste
Čím koncentrovanější kyselina, tím hlubší
ona se zotavuje.
Povaha reakčních produktů závisí jak na koncentraci
kyseliny a z činnosti kovu

TĚŽKÉ KOVY

Známý
u
straka
rozličný
definice
těžké kovy a není možné poukázat na jeden z nich
jsou nejpřijímanější.
Použitým kritériem může být atomová hmotnost nad
50,
více než 40 kovů je klasifikováno jako těžké kovy
periodický systém D.I. Mendělejev: V, Cr, Mn, Fe, Co,
Ni, Cu, Zn, Mo, Cd, Sn, Hg, Pb, Bi atd.
Hustota je dalším běžně používaným kritériem.
přibližně stejná nebo větší než hustota železa (8 g/cm3),
N. Reimersova klasifikace: Pb, Cu, Zn, Ni, Cd, Co, Sb, Sn,
Bi, Hg.
Existují klasifikace založené na jiných
prahová hustota nebo atomová hmotnost. Nějaký
klasifikace dělají výjimky pro vznešené a
vzácné kovy, neklasifikovat je jako těžké, některé
vyloučit neželezné kovy (železo, mangan).

INTERAKCE TĚŽKÝCH KOVŮ S KYSELINOU DUSIČNOU

V případě interakce těžkých kovů s
koncentrovaná kyselina dusičná je nejčastěji
uvolňuje se oxid dusnatý (IV) NO2 se zředěným - oxidem
dusík (II) NO.
HNO3(diff) + Cu0 → Cu(NO3)2 + NO + H2O
HNO3(konc) + Cu0 → Cu(NO3)2 + NO2 + H2O
V případě koncentrované kyseliny dusičné nejčastěji
se uvolňuje oxid dusnatý (IV) NO2, v případě zředěného -
oxid dusnatý (II) NO.

INTERAKCE KOVŮ ALKALICKÝCH A ALKALICKÝCH ZEMÍ S KYSELINOU DUSIČNOU

Koncentrovaná kyselina dusičná při interakci s
alkalické (prvky skupiny 1 hlavní podskupiny: Li, Na,
K, Rb, Cs, Fr) a kovy alkalických zemin (prvky 2
skupiny hlavní podskupiny (kromě Be, Mg): Ca, Sr, Ba, Ra)
redukován na oxid dusnatý (I) N2O
HNO3(konc) + Ca0 → Ca+2(NO3)2 + N+2O + H2O
HNO3(razb) + Ca0 → N-3H4NO3 + Ca(NO3)2+ H2O
Při interakci s kyselinou dusičnou zřeďte
alkálie, kovy alkalických zemin, Zn, Fe
se redukuje na dusičnan amonný NH4NO3.

VLIV STUPNĚ OXIDACE KOVU. PASIVACE

V závislosti na chemické povaze kovu, následující
vzory:
kovy, které mají nízký oxidační stav,
tvoří odpovídající ionty:
Mg0 + HNO3 (rozdíl) → Mg(NO3)2 + NO + H2O
kovy (W, Ti, V, Re, Tc), pro které nejtypičtější
vysoký stupeň
kyseliny:
oxidace,
vytvořený
obsahující kyslík
W0 + 2HNO3 (rozklad) → H2WO4 + NO
W0 + 6HNO3 (konc) → H2WO4 + 6NO2 + 2H2O
3Tc + 7HNO3 (rozdíl) → 3HTcO4 + 7NO + 2H2O
Kyselina dusičná jakékoli koncentrace pasivuje
kovy: Fe, Cr, Al, Be, Bi, Ni za studena.

Zvyšuje se oxidační síla kyseliny dusičné
přidáním fluorovodíku.
nebo kyselina chlorovodíková.
Tyto směsi rozpouštějí nejvíce neaktivní kovy.
21HF + 5HN+5O3 + Ta → 3H2-2 + 5NO + 10H2O

"Královská vodka" - směs
koncentrované kyseliny HNO3
a HC1 v poměru 1:3.
Představuje kapalinu
žlutá barva s chlórovým zápachem
oxidy dusíku.

INTERAKCE SE SMĚSÍ KYSEL

"Královská vodka" rozpouští zlato a platinu. Její akce
protože kyselina dusičná oxiduje chlorovodíkovou
S
uvolňování volného chlóru a tvorba chloridů
nitrosyl N+3OCl:
HN+503 + 3HCl = Cl2 + N+3OCl + 2H20
Nitrosylchlorid je meziproduktem reakce a
rozkládá se:
2N+3OCl = 2NO + Cl2
Chlór se v době uvolňování skládá z atomů, což určuje

Vysoká oxidační síla aqua regia.
Au+ HN+5O3 + 3HCl →AuCl3 + NO + 2H2O
3Pt+ 4HN+5O3 + 12HCl →3PtCl3 + 4NO + 8H2O
S přebytkem HCl, chloridu zlatého (III) a chloridu platnatého (IV).
tvoří komplexní sloučeniny H a H2
Au+ HN+5O3 + 4HCl → H + NO + 2H2O

Interakce kovů s vodnými roztoky alkálií

INTERAKCE KOVŮ S VODNÝMI ROZTOKY ALKALI

Kovy reagují s alkalickými roztoky
náchylné k tvorbě aniontových komplexů, tzn. těch
kovy, jejichž oxidy a hydroxidy mají
amfoterní charakter:
Jedná se o amfoterní kovy - Zn, Al, Be, Ga, Sn, Pb.
Mechanismus reakce (oxidace je
kvůli molekulám vody)
Zn +2 H2O = Zn(OH)2↓ + H2
Zn(OH)2↓+2 NaOH = Na2-2.

STABILITA ANIONOVÝCH KOMPLEXŮ

Stabilnější komplexní anionty jako [E(OH)n]x-,
tím jednodušší je reakce. Bylo pozorováno, že takové anionty
většina
odolný
na
takový
kovy
Jak
zinek,
hliník, berylium, takže se snadno rozpouštějí
ve vodných roztocích alkálií. Na železo, kobalt,
titan,
mangan
komplexy
pomalu.
Ne
A
řádek
odolný
ostatní
A
kovy
interakce
takový
jde

INTERAKCE KOVŮ S VYSOKÝMI STUPNĚMI OXIDACE S VODNÝMI ROZTOKY ALKALI

Interakce s alkáliemi a některými d-prvky,
které v přítomnosti oxidačních činidel tvoří sloučeniny s
vysoké oxidační stavy. Vanad, wolfram, chrom,
Například,
PROTI
roztavený
alkálie
jsou oxidované
kyslík na vanadičnany - Me3VO4, na wolframany - Me2WO4
a na chromany – Me2СrO4, resp.
2W + 4NaOH + 302 = 2Na2W04 + 2H20

ROZPOUŠTĚNÍ HLINÍKU VE VODNÉM ROZTOKU ALKALICKÉHO

Hliník neinteraguje s vodou, i když je aktivní
kov. Důvodem inertnosti hliníku je tvorba
na jeho povrchu působením vzdušného kyslíku v obyč
podmínkách filmu oxidu Al2O3, který má velmi silný
ochranná akce. Přidaná alkálie rozpouští oxid
filmu s tvorbou hydroxoaluminátu a vytváří možnost
přímé interakce hliníku s vodou.
Reakce probíhá podle schématu:
1.Al2O3 + 2NaOH + 3H2O → 2Na
2. 2Al + 6H20 -> 2Al(OH)3 + 3H2
3. Al(OH)3 + NaOH → Na

Koroze kovů

KOROZE KOVŮ.

Koroze je
spontánně
tekoucí
proces ničení
kov dovnitř
výsledek
interakce s
životní prostředí.

ZTRÁTA MATERIÁLU.

Materiální ztráty při
koroze:
Ničení potrubí,
kovové části strojů,
trupy lodí, námořní
struktury (více než 10 %
roční tavení kovů
ztraceny v důsledku koroze).
Náklady na ztrátu
přes produkt
zkorodovaný systém
potrubí.
Odstávky pro podniky
náhradní období
kovové konstrukce
zkorodované.

MECHANISMUS KOROZNÍHO PROCESU.

Proces pokračuje uvolňováním energie a rozptylem hmoty
(entropie systému se zvyšuje ∆S > 0).
Získávání čistých kovů je vždy doprovázeno
energetický výdej.
Tato energie je v nich uložena jako volná energie.
Gibbs, a dělá z nich chemicky aktivní látky.
Metalurgický proces:
_
Proces koroze:
_
Muži+ + ne → Já0
Já0 - ne → Muži+
∆G0x.r. >0
∆G0x.r.< 0
(je s cenou energie)
(spontánní proces)

KLASIFIKACE KOROZNÍCH PROCESŮ.

KOROZE KOVŮ

Chemická koroze kovů

PODSTATA CHEMICKÉ KOROZE.

Chemická koroze je typická pro média, která nevedou
elektřina.
Podstata procesu chemické koroze je redukována na
redoxní
reakce
a
dochází k přímému přechodu elektronů kovu
do okysličovadla.
Je to spontánní destrukce.
kovy v prostředí oxidačního plynu (O2, SO2, H2S,
halogeny) nebo v kapalných neelektrolytech (organ
kapaliny - kyselý olej).

CHEMICKÁ KOROZE V PLYNOVÉM PROSTŘEDÍ

Obecně pro korozi plynem:
1,2 Me0 (t) + O2 (g) ⇄ 2 Me + 2O (t)
Tvorba oxidu na kovovém povrchu v
jako výsledek interakce se vzdušným kyslíkem.
2. MeO (t) → [MeO] (p)
Rozpuštění oxidového filmu v samotném kovu,
rovnováha bude posunuta doprava, protože většinové oxidy
kovy jsou schopny se v kovu rozpustit a odejít
rovnovážné systémy.
Mechanismus takové koroze je redukován na difúzi iontů
kov přes film korozních produktů na jedné straně,
a na druhé straně protidifúze atomů kyslíku
hluboko do filmu.

PŘÍKLAD CHEMICKÉ KOROZE V KAPALNÉM PROSTŘEDÍ.

RYCHLOST OXIDACE

Určeno vlastnostmi oxidového filmu na
kovový povrch:
filmová kontinuita;
difuzní schopnost filmu;
struktura oxidového filmu.
Spojitost filmu () je odhadnuta poměrem objemů
vytvořený oxid na objem kovu,
vynaložené na tvorbu tohoto oxidu (faktor
Pilling-Bedwords)
Hodnoty pro
kovy jsou uvedeny v referenčních knihách.

KONTINUITA FILMU

Li
< 1, то образующаяся пленка не сплошная. Толщина
oxidový film roste úměrně s dobou oxidace.
S rostoucí teplotou dochází k prudkému procesu koroze
zrychluje kvůli špatnému odvodu tepla, kov se zahřívá
a rychlost reakce se zvyšuje.
Li
= 1,2 - 1,6, pak výsledný oxidový film
pevný. Takový film inhibuje difúzi oxidačního činidla. A tím
Jak film houstne, jeho další růst bude vždy
zpomal. Na povrchu se tvoří pevné filmy
takové kovy jako Co, Ni, Mn, Ti.
Na
> 1,6 oxidových filmů
také není pevná a snadná
samostatný
z
povrchy
kov (železná stupnice)

MODRENÍ

Kokrhání
ocel (oxidace, černění,
modření) -
proces
přijímání
na
povrchy
uhlíkaté
nebo
vrstva nízkolegované oceli nebo litiny
oxidy
železo o tloušťce 1-10 mikronů. Tloušťka této vrstvy závisí na jejím
barva - tzv. matné barvy, vzájemně se nahrazující
přítel, jak film roste (žlutá, hnědá, třešňová,
fialová, modrá, šedá).
Struktura povlaku je jemnozrnná,
mikroporézní. Chcete-li přidat lesk a
zlepšení ochranných vlastností oxidového filmu
je také napuštěný olejem (minerální
nebo zelenina).
Nyní je použito vypalování
hlavně jako dekorace
dokončení a dříve - hlavně - pro
snížení koroze kovů.

VLIV STRUKTURY OXIDOVÉHO FILMU NA KOROZI

U kovů s proměnným oxidačním stavem struktura
tloušťka filmu bude různá, takže např. kdy
Při leštění oceli se vytvoří následující vrstvy oxidů:
Fe|difuzní vrstva|FeO|difuzní vrstva|Fe3O4
Tato struktura oxidového filmu
poskytuje silné spojení
oxidová vrstva s povrchem
kov.
Bylo to experimentálně prokázáno
oxidové filmy se strukturou
spinely RO.R2O3 (FeO.Cr2O3 popř
NiO.Cr2O3) slouží jako spolehlivé
ochrana proti korozi.

KVANTITATIVNÍ HODNOCENÍ KOROZE

Kvantitativně se měří rychlost jakéhokoli typu koroze
jednotky hmotnosti ztraceného kovu (∆m) na jednotku
plocha (S) za jednotku času (t):
Rychlost koroze lze také měřit tloušťkou vrstvy
ztracený kov za jednotku času.
Pro stanovení rychlosti koroze se používají závaží,
objemové a fyzikální metody.

AGRESIVNÍ PROSTŘEDÍ A STABILITA RŮZNÝCH KOVŮ

Kromě kyslíku mají silnou agresivní vlastnost.
a další plyny. Nejaktivnější jsou fluor (F),
oxid siřičitý (SO2), chlor (Cl2), sirovodík (H2S). Jejich
agresivitu vůči kovům, a proto
rychlost koroze není stejná.
Například hliník a jeho slitiny,
chrom a ocel s vysokým obsahem
chrom, nestabilní v atmosféře,
obsahující
chlór,
Ačkoli
Podle
vztah
Na
kyslík
Ony
odolný.
Nikl není v atmosféře stabilní
oxid siřičitý (SO2) a měď je docela
stabilní.

Elektrochemická koroze kovů

ELEKTROCHEMICKÁ KOROZE

Elektrochemická koroze je typická pro prostředí s
iontová vodivost, tzn. pro elektrolyty
V tomto případě reakce interakce kovu s
Oxidační činidlo probíhá v několika fázích:
1. Anoda
oxidace
kov.
Kov ve formě iontů přechází do
řešení,
A
ekvivalent
počet elektronů zůstává
_
kov: Me0 - ne → Muži+
2. Katodický proces - asimilace
(podíl)
redundantní
elektrony v kovu.
3. Pohyb iontů v roztoku.

PODMÍNKY PRO ELEKTROCHEMICKOU KOROZI

Pozice kovu v řadě aktivity kovu: než
čím dál od sebe, tím rychleji
dochází ke korozi.
Čistota kovu: nečistoty urychlují korozi.
Nerovnosti kovového povrchu, praskliny.
Podzemní voda, mořská voda, roztok elektrolytu
(ionty: H+, Cl-, Br-, I-, pro amfoterní kovy OH-).
Zvýšení teploty.
Akce
mikroorganismy
(houby,
bakterie,
lišejníky): ovlivňují kovy s vys
odolnost proti korozi.

MECHANISMUS ELEKTROCHEMICKÉ KOROZE. ANODICKÝ PROCES.

Mechanismus
elektrochemický
koroze
odhodlaný
potenciální rozdíl mezi katodovou a anodovou částí a
redukováno na provoz plynového galvanického článku.
Hlavní rozdíl mezi elektrochemickými korozními procesy
z procesů galvanického článku je nepřítomnost
vnější obvod. V tomto případě elektrony neopustí
korodující kov, ale pohybují se uvnitř kovu.
Protože každý kov vždy obsahuje nečistoty jiných
kovů, poté na jeho povrchu v elektrolytickém prostředí
vzniká mnoho zkratovaných mikrovoltaických obvodů
Prvky.
Anodou v nich bude obecný kov, který se oxiduje o
_
reakce: Me0 - ne → Muži+

KATODICKÝ PROCES DEPOLARIZACE.

Katodický proces nejčastěji probíhá s kyslíkem nebo
depolarizace vodíku.
Depolarizátor je látka, která drží elektrony.
Za účasti dochází k depolarizaci kyslíku
rozpuštěný kyslík, což je
depolarizátor:
na
: O2 + 2H2O + 4e- → 4OHat
: О2 + 2Н+ + 4е- → 2Н2О
K depolarizaci vodíku dochází za účasti kationtů
vodíkové médium (depolarizátor - vodík):
na
: 2Н+ + 2е- → Н20

ELEKTROCHEMICKÁ KOROZE

Anoda (-) Fe / O2, H2O, NaCl / Sn (+) Katoda
A: Fe
0
_
-2e → Fe
2+
_

SCHÉMA KOROZIVNÍHO MIKROGALVANICKÉHO PÁRU PŘI KONTAKTU Zn - Cu

Anoda (-) Zn / Medium / Cu (+) Katoda
Anoda (-) Zn / O2, H2O, NaCl / Cu (+) Katoda
Zn
0
_
- 2e → Zn
2+
_
O2 + 2H2O + 4e → 4OH depolarizace kyslíku
Anoda (-) Zn / H2SO4 / Cu (+) Katoda
_
2H+ + 2e -> H20
depolarizace vodíku

SCHÉMA MIKROGALVANICKÉHO PÁRU ELEKTROCHEMICKÉ KOROZE V KONTAKTU SE ZINKOVÝM ŽELEZEM

Anoda (-) Zn / O2, H2O, NaCl / Fe (+) Katoda

KOROZE VZDUCHU

Procesy oxidace a redukce probíhají při různých
plochy kovového povrchu a jsou doprovázeny vzhledem
elektrický proud.
S nerovnoměrným přístupem kyslíku
Na
povrchy
kov
na
její
vzniknout
galvanické
pár
speciální
druh:
spiknutí
více
je adsorpce kyslíku
katodou, ale méně adsorpční
anoda.
Kvůli
kulovitý
zploštělá kapka vody prstencový
zóna pod jeho okraji bude katodou,
a pod centrální částí - anodou.
Anoda (-) Fe (uprostřed) / O2, H2O, NaCl / Fe (okraj) (+) Katoda
A: Fe2+ + K3 = 3K+ + Fe2+
hexakyanoželezitan draselný (III)
"turnbull blue"

PASIVACE KOVŮ POD KOROZI

Někdy může být rychlost koroze omezena anodou
proces. To je typické pro kovy schopné
pasivované (Cr, Al, Ti, Ni, Zr, Ta atd.)
Pasivita kovu se nazývá
jeho zvýšený stav
odolnost proti korozi,
způsobené inhibicí
anodický proces.
Pasivace je spojena s tvorbou na povrchu
kovové adsorbované nebo fázové vrstvy (někdy ty a
jiné), které inhibují proces rozpouštění kovu.
Silná oxidační činidla obvykle podporují pasivaci
kov.

∆G = -nFE< 0
Е= Ϥ0Ох - Ϥ0Červená > 0
Ϥ0Ox > Ϥ0Červená
Ϥ0Ох > Ϥ0Me+n/Me0

PODMÍNKY PRO KOROZI S DEPOLARIZACÍ KYSLÍKU A VODÍKU

Pokud E0Me+n/Me0< E0Н+/Н2 меньше потенциала водородного
elektroda (oblast 1), je možná koroze as absorpcí
kyslíku a s uvolňováním vodíku (alkalické kovy a kovy alkalických zemin, zinek, hliník)
Pokud je E0Me+n/Me0 menší než potenciál kyslíkové elektrody,
ale více než potenciál vodíkové elektrody (oblast 2),
pak je koroze možná pouze za účasti kyslíku.
_
EOH+/H2< E0Me+n/Me0 < E0О2/ОН-
A (-): Me0 - ne → Me + n
_
K (+): O2 + 2H2O + 4e → 4OH-

PODMÍNKY PRO KOROZI S DEPOLARIZACÍ KYSLÍKU A VODÍKU

Pokud E0Me+n/Me0 > E0O2/OH- potenciál kyslíkové elektrody
(oblast 3), pak je koroze kovu nemožná.
Příklad: zlato – v nepřítomnosti komplexotvorného činidla ne
koroduje pohlcováním kyslíku nebo uvolňováním
vodík.
Potenciály mnoha kovů leží ve druhé oblasti.

Způsoby ochrany kovů před korozí

ZPŮSOBY OCHRANY KOVŮ PŘED KOROZI

Všechny metody ochrany jsou podmíněně rozděleny do následujících skupin:
1. Legování kovů;
2. Ochranné nátěry (kovové a nekovové);
3. Elektrochemická ochrana;
4. Změna vlastností korozního prostředí.
Volba jednoho nebo druhého způsobu ochrany proti korozi
definované:
na jedné straně jeho účinnost,
na druhé straně jeho ekonomická proveditelnost.

LITOVÁNÍ KOVŮ

Jedná se o metodu ochrany související s
změna vlastností žíraviny
kov. I když obvykle efektivní
drahý způsob ochrany. Na
legování ve složení slitiny je obvykle
zavést komponenty, které volají
pasivace kovů (úvod
chrom, nikl, wolfram atd.)
Pro legování žáruvzdorných slitin
přísady jsou chrom, hliník,
nikl, křemík - zlepšují vlastnosti
ochranné filmy vzniklé během
oxidace kovů.

OCHRANNÉ NÁTĚRY. KOVOVÉ POVLAKY

Ochranné nátěry jsou vrstvy uměle vytvořené
na kovovém povrchu, aby se zabránilo korozi.
Kovové povlaky
Nátěrové hmoty mohou
být jako čisté kovy (Zn, Cd,
Al, Ni, Cu, Cr, Ag) a jejich slitiny
(bronz, mosaz).
Podle povahy jejich chování
nátěry se dělí
pro katodické a anodové

KATODOVÉ KOVOVÉ POVLAKY

Mezi katodové povlaky patří povlaky, elektroda
jejichž potenciály v tomto prostředí mají více než
kladnou hodnotu než potenciál obecného kovu.
U oceli (Fe) bude katodový povlak měděný,
nikl, stříbro.
Anoda (-) Fe / O2, H2O, NaCl / Cu (+) Katoda
_
A: Fe 0 - 2e → Fe 2+
_
K: O2 + 2H2O + 4e → 4OH-
Pokud je katoda poškozená
dochází k pokrytí
depolarizace kyslíku
galvanický článek v
_
+
0
2H + 2e -> H2
který se oxiduje
depolarizace vodíku
základní materiál.
Katodický povlak tedy může chránit produkty
pouze při absenci pórů a prasklin, tzn. když není porušen
celistvost povlaku.

ANODICKÉ KOVOVÉ POVLAKY

Anodové povlaky mají více negativní potenciál,
než potenciál obecného kovu.
Například: pokrytí
ocel (Fe) zinek - základní kov v tomto případě bude
katodou a nebude korodovat.
Anoda (-) Zn / O2, H2O, NaCl / Fe (+) Katoda
_
A: Zn 0 - 2e → Zn 2+
_
K: O2 + 2H2O + 4e → 4OH depolarizace kyslíku
_
2H+ + 2e -> H20
depolarizace vodíku
Na
poškození
anoda
nátěry
vzniká
galvanický článek, ve kterém probíhá oxidace
nátěr a základní materiál zůstává nezměněn až do
úplné rozpuštění povlaku.

ZPŮSOBY VÝROBY KOVOVÝCH OCHRANNÝCH NÁTĚRŮ

Elektrochemické (galvanické povlaky).
Metalizace (ponoření do roztaveného kovu).
Tepelná difúze
cesta
(Pro
přijímání
žáruvzdorné povlaky: Al - hliníkování, Si -
silikonování, Cr - chromování, Ti - titanizace).
Při zvýšených teplotách se produkt ponoří
prášek
kov,
který
je
potažené.
V základně dochází k difúzi naneseného kovu
kov.
Chemikálie.
Produkt
dát
PROTI
řešení,
obsahující kovové ionty povlakující a redukční činidlo. V
výsledek
redoxní
reakce
dochází k redukci kovových iontů na volné
kov. Uplatňují se tedy kovy i nekovy
pokovování stříbrem, mědí, niklem a palladiem.

NEKOVOVÉ NÁTĚRY

Ochranné vlastnosti nekovových povlaků se snižují na
izolace kovů od okolního prostředí.
Takové povlaky mohou
být:
anorganické emaily,
nátěrové hmoty,
pryskyřičné nátěry,
plasty,
polymerové fólie,
guma.

ELEKTROCHEMICKÁ OCHRANA. CHRÁNIČE

Metoda je založena na brzdění anody nebo katody
korozní procesy.
Katodická ochrana - výrobek je připojen k (-) externímu
zdroj proudu, stává se katodou a obvykle anodou
slouží jako pomocná elektroda (nejčastěji ocelová).
Pokud je pomocná anoda vyrobena z kovu,
mít
více
negativní
potenciál,
jak
chráněný kov, pak proud není připojen. V
výsledný galvanický článek rozpouští anodu a
Výrobek nepodléhá korozi.
Takové elektrody se nazývají chrániče (hořčík a jeho
slitiny, zinek, hliník).
Anodová ochrana - spočívá ve vytvoření anodové polarizace
kvůli externě aplikovanému proudu (ochrana z nerezové oceli)
ocel v kyselině sírové).

ZMĚNA VLASTNOSTÍ KOROZIVNÍHO PROSTŘEDÍ

S
účel
pokles
korozívní
aktivita
prostředí
provést jeho zpracování.
Například:
odstranění
kyslík
(vařící
řešení;
bublání inertním plynem; jeho obnovení s
odpovídající redukční činidla - siřičitany, hydrazin);
pokles koncentrace H+ iontů
- alkalizace
řešení
V posledních letech byla ochrana proti korozi široce rozšířena
používají se inhibitory.

INHIBITORY

Inhibitor je látka, která snižuje rychlost
koroze.
Inhibitory se používají v systémech pracujících s
konstantní nebo neměnný objem.
Inhibiční účinek je nejvýraznější u
následující typy sloučenin: aminy, obsahující dusík
heterocyklické sloučeniny, sulfidy, aldehydy,
merkaptany.
Podle podmínek použití se inhibitory dělí na:
inhibitory pro vodné roztoky (kyselé, alkalické
a pro neutrální média);
"těkavé inhibitory" - pro ochranu před atmosférickými
koroze (sloučeniny aminů s dusíkem, uhlím popř
kyseliny chromové).

MECHANISMUS PŮSOBENÍ INHIBITORŮ

Mechanismus účinku inhibitorů je adsorpce
je na korozivním povrchu a následně
inhibice katodických a anodových procesů.
Inhibitory anod - oxidační činidla (NO2-, NO3-, CrO42-, PO43-).
V tomto případě kov přechází ve stabilní pasiv
Stát.
Katodické inhibitory – snižují rychlost katodických
zpracovat nebo zmenšit plochu katodových sekcí.
Organické sloučeniny obsahující síru, dusík a
kyslík (diethylamin, urotropin, hydrazin).

Při interakci kovů s látkami životního prostředí se na jejich povrchu tvoří sloučeniny, které mají zcela jiné vlastnosti než kovy samotné. V běžném životě často opakujeme slova „rez“, „rez“, vidíme hnědožlutý povlak na výrobcích ze železa a jeho slitinách.
Rezavění je zvláštní případ koroze.
Koroze je proces samovolné destrukce kovů pod vlivem vnějšího prostředí.
Téměř všechny kovy však procházejí destrukcí, v důsledku čehož dochází ke zhoršení (nebo úplné ztrátě) mnoha jejich vlastností: snižuje se pevnost, tažnost, lesk, snižuje se elektrická vodivost, zvyšuje se tření mezi pohybujícími se částmi stroje, mění se rozměry součástí, snižuje se tření, snižuje se tření, snižuje se tření a snižuje se tření. atd.
Svou chemickou povahou je koroze redoxním procesem. Podle prostředí, ve kterém probíhá, se rozlišují dva druhy koroze.

Druhy koroze

1.Chemická koroze probíhá v nevodivém prostředí.
Tento typ koroze se projevuje v případě interakce kovů se suchými plyny nebo neelektrolytovými kapalinami (benzín, petrolej apod.). Takovému zničení jsou vystaveny části a sestavy motorů, plynových turbín, raketometů. Chemická koroze je často pozorována při zpracování kovů při vysokých teplotách.

3 Fe + 2O 2 \u003d Fe 3 O 4
4 Al + 3O 2 \u003d 2 Al 2 O 3

Většina kovů je oxidována vzdušným kyslíkem a na povrchu se tvoří oxidové filmy. Pokud je tento film silný, hustý, dobře spojený s kovem, pak chrání kov před dalším zničením. Takové ochranné filmy se objevují u Zn, Al, Cr, Ni, Sn, Pb, Nb, Ta atd. V železe je volné, porézní, snadno se odděluje od povrchu, a proto není schopno ochránit kov před další destrukcí.

II. Elektrochemická koroze se vyskytuje ve vodivém prostředí (v elektrolytu) s výskytem elektrického proudu uvnitř systému. Elektrochemické korozi jsou vystaveny podvodní části lodí, parní kotle, podzemní potrubí, kovové konstrukce vystavené vlhkému vzduchu. Kovy a slitiny jsou zpravidla heterogenní a obsahují inkluze různých nečistot. Když se dostanou do kontaktu s elektrolyty, některé části povrchu začnou hrát roli anody (darují elektrony), jiné fungují jako katoda (přijímají elektrony).

K ochraně železa před korozí se používají různé povlaky: barva, vrstva kovu (cín, zinek). Barva a cín zároveň chrání před korozí, pokud je ochranná vrstva neporušená. Vznik trhlin a škrábanců v něm přispívá k pronikání vlhkosti a vzduchu na povrch železa a proces koroze se obnoví a v případě cínového povlaku je dokonce urychlen, protože cín slouží jako katoda v žehličce. elektrochemický proces.
Pozinkované železo se chová jinak. Jelikož zinek působí jako anoda, je jeho ochranná funkce zachována i při poškození zinkového povlaku. Katodická ochrana se široce používá ke snížení koroze podzemních a podvodních potrubí a ocelových věží vysokonapěťových převodovek, ropných plošin a přístavišť.

Prvky s kov nemovitosti se nacházejí v IA–VIA skupiny periodického systému (tabulka 7).

Kovy jsou také všechny prvky umístěné v IB - VIIIB- skupiny ( přechodné kovy).

V současné době je v periodickém systému 92 kovů.

typický kovy jsou s-prvky (prvky IA-skupiny od Li po Fr, prvky IIA-skupiny od Mg po Ra). Obecný elektronový vzorec jejich atomů je ns 1–2. Vyznačují se oxidačním stavem +I a +II.

Malý počet elektronů (1–2) ve vnější energetické hladině typických atomů kovu naznačuje snadnou ztrátu těchto elektronů a projev silných redukčních vlastností, které odrážejí nízké hodnoty elektronegativity. To znamená omezené chemické vlastnosti a metody pro získávání typických kovů.

Charakteristickým znakem typických kovů je tendence jejich atomů vytvářet kationty a iontové chemické vazby s nekovovými atomy. Sloučeniny typických kovů s nekovy jsou iontové krystaly "kovový anion nekovů", například K + Br -, Ca 2+ O 2 -. Typické kationty kovů jsou také obsaženy ve sloučeninách s komplexními anionty - hydroxidy a solemi, například Mg 2+ (OH -) 2, (Li +) 2 CO 3 2 -.

Kovy skupiny A, které tvoří amfoterní diagonálu v Be-Al-Ge-Sb-Po periodické tabulce, stejně jako kovy s nimi sousedící (Ga, In, Tl, Sn, Pb, Bi) nevykazují typicky kovové vlastnosti. Obecný elektronový vzorec jejich atomů ns 2 np 0–4 znamená větší rozmanitost oxidačních stavů, větší schopnost zadržovat vlastní elektrony, postupné snižování jejich redukční schopnosti a vznik oxidační schopnosti, zejména ve vysokých oxidačních stavech (typickými příklady jsou sloučeniny Tl III, Pb IV, Biv ). Podobné chemické chování je také charakteristické pro většinu d-prvků, tj. prvků B-skupin periodické tabulky (typickým příkladem jsou amfoterní prvky Cr a Zn).

Tento projev dualitních (amfoterních) vlastností, jak kovových (základních), tak nekovových, je dán povahou chemické vazby. V pevném stavu obsahují sloučeniny atypických kovů s nekovy převážně kovalentní vazby (ale méně pevné než vazby mezi nekovy). V roztoku se tyto vazby snadno rozbijí a sloučeniny se disociují na ionty (zcela nebo částečně). Například kov gallia se skládá z molekul Ga 2, v pevném stavu chloridy hliníku a rtuti (II) AlCl 3 a HgCl 2 obsahují silně kovalentní vazby, ale v roztoku AlCl 3 disociuje téměř úplně a HgCl 2 - na velmi malé rozsahu (a poté na ionty HgCl + a Cl -).

Ve volné formě jsou všechny kovy pevné látky, kromě jedné - rtuti Hg, která je za normálních podmínek kapalná. Kovovým krystalům dominuje speciální typ vazby ( kovový spojení); valenční elektrony jsou volně vázány na konkrétní atom v mřížce a uvnitř kovu je tzv. elektronický plyn. Všechny kovy mají vysokou elektrickou vodivost (nejvyšší y Ag, Cu, Au, Al, Mg) a tepelnou vodivost. Existují kovy nízkotavitelné (cesium Cs s teplotou tání 28,7 °C se taví teplem ruky) a naopak kovy velmi žáruvzdorné (wolfram W taje až při 3387 °C). Výraznou vlastností kovů je jejich tažnost (duktilita), díky čemuž je lze válcovat do tenkých plechů - fólie (Sn, Al, Au) nebo táhnout na drát (Cu, Al, Fe), existují však i velmi křehké kovy (Zn, Sb , Bi).

V průmyslu se často nepoužívají čisté kovy, ale jejich směsi - slitiny, ve kterém jsou prospěšné vlastnosti jednoho kovu doplněny prospěšnými vlastnostmi druhého. Měď má tedy nízkou tvrdost a je málo použitelná pro výrobu strojních součástí, zatímco slitiny mědi se zinkem ( mosaz) jsou již poměrně tvrdé a jsou široce používány ve strojírenství. Hliník má vysokou tažnost a dostatečnou lehkost (nízká hustota), ale je příliš měkký. Na jeho základě se připravuje slitina s hořčíkem, mědí a manganem - dural (dural), který bez ztráty užitných vlastností hliníku získává vysokou tvrdost a stává se vhodnou v leteckém průmyslu. Slitiny železa s uhlíkem (a přísadami jiných kovů) jsou široce známé litina A ocel.

Kovy ve volné formě jsou redukční činidla. Reaktivita některých kovů je však nízká vzhledem k tomu, že jsou pokryty povrchový oxidový film v různé míře odolné vůči působení takových chemických činidel, jako je voda, roztoky kyselin a zásad.

Například olovo je vždy pokryto oxidovým filmem, jeho přechod do roztoku vyžaduje nejen vystavení činidlu (například zředěné kyselině dusičné), ale také zahřátí. Oxidový film na hliníku brání jeho reakci s vodou, ale působením kyselin a zásad se ničí. Uvolněný oxidový film (rez), vznikající na povrchu železa ve vlhkém vzduchu, nebrání další oxidaci železa.

Pod vlivem koncentrovaný na kovech se tvoří kyseliny udržitelného oxidový film. Tento jev se nazývá pasivace. Takže koncentrovaně kyselina sírová pasivovány (a pak nereagují s kyselinou) jako jsou kovy Be, Bi, Co, Fe, Mg a Nb a v koncentrovaných kyselina dusičná– kovy Al, Be, Bi, Co, Cr, Fe, Nb, Ni, Pb, Th a U.

Při interakci s oxidačními činidly v kyselých roztocích se většina kovů mění na kationty, jejichž náboj je dán stabilním oxidačním stavem daného prvku ve sloučeninách (Na +, Ca 2+, Al 3+, Fe 2+ a Fe 3 +).

Redukční aktivita kovů v kyselém roztoku se přenáší řadou napětí. Většina kovů se převádí na roztok s kyselinou chlorovodíkovou a zředěnou kyselinou sírovou, ale Cu, Ag a Hg - pouze s kyselinou sírovou (koncentrovanou) a dusičnou a Pt a Au - s "aqua regia".

Nežádoucí chemickou vlastností kovů je jejich koroze, tedy aktivní destrukce (oxidace) při styku s vodou a vlivem v ní rozpuštěného kyslíku. (kyslíková koroze). Například je široce známá koroze železných výrobků ve vodě, v důsledku čehož se tvoří rez a výrobky se rozpadají na prášek.

Ke korozi kovů dochází ve vodě také v důsledku přítomnosti rozpuštěných plynů CO 2 a SO 2; vzniká kyselé prostředí a kationty H + jsou vytlačovány aktivními kovy ve formě vodíku H 2 (vodíková koroze).

Bod kontaktu mezi dvěma odlišnými kovy může být obzvláště korozivní. (kontaktní koroze). Mezi jedním kovem, jako je Fe, a dalším kovem, jako je Sn nebo Cu, umístěnými ve vodě, vzniká galvanický pár. Tok elektronů jde od aktivnějšího kovu, který je v napěťové řadě vlevo (Fe), k méně aktivnímu kovu (Sn, Cu) a aktivnější kov se ničí (koroduje).

Právě kvůli tomu pocínovaný povrch plechovek (pocínovaného železa) při skladování ve vlhkém prostředí a neopatrném zacházení reziví (železo se rychle rozpadne i po malém škrábnutí, které umožňuje kontakt železa s vlhkostí). Naopak pozinkovaný povrch železného vědra dlouho nerezaví, protože i když dojde k poškrábání, nekoroduje železo, ale zinek (aktivnější kov než železo).

Odolnost proti korozi pro daný kov je zvýšena, když je potažen aktivnějším kovem nebo když jsou taveny; například potažení železa chromem nebo výroba slitiny železa s chromem eliminuje korozi železa. Chromové železo a ocel obsahující chrom (nerezová ocel), mají vysokou odolnost proti korozi.

Jsou běžné způsoby, jak získat kovy v průmyslu:

elektrometalurgie, tj. získávání kovů elektrolýzou tavenin (u nejaktivnějších kovů) nebo roztoků solí;

pyrometalurgie, tj. získávání kovů z rud při vysoké teplotě (například výroba železa ve vysoké peci);

hydrometalurgie, tj. izolace kovů z roztoků jejich solí aktivnějšími kovy (například výroba mědi z roztoku CuSO 4 působením zinku, železa nebo hliníku).

Někdy se vyskytuje v přírodě nativní kovy(typické příklady jsou Ag, Au, Pt, Hg), ale častěji jsou kovy ve formě sloučenin ( kovové rudy). Podle zastoupení v zemské kůře se kovy liší: od nejběžnějších - Al, Na, Ca, Fe, Mg, K, Ti až po nejvzácnější - Bi, In, Ag, Au, Pt, Re.

Co uděláme s přijatým materiálem:

Pokud se tento materiál ukázal být pro vás užitečný, můžete jej uložit na svou stránku na sociálních sítích:

tweet

Všechna témata v této sekci:

Společné prvky. struktura atomů. Elektronické mušle. Orbitaly
Chemický prvek je určitý typ atomu, označený názvem a symbolem a charakterizovaný pořadovým číslem a relativní atomovou hmotností. V tabulce. 1 seznam

Každý orbital pojme maximálně dva elektrony.
Jeden elektron v orbitalu se nazývá nepárový, dva elektrony se nazývají elektronový pár:

Vlastnosti prvků jsou v periodické závislosti na pořadovém čísle
Periodicky se opakující povaha změny složení elektronového obalu atomů prvků vysvětluje periodickou změnu vlastností prvků při pohybu periodami a skupinami Pe

Molekuly. Chemická vazba. Struktura látek
Chemické částice vytvořené ze dvou nebo více atomů se nazývají molekuly (reálné nebo podmíněné vzorce jednotek víceatomových látek). Atomy v mol

Vápník
Vápník je prvkem 4. periody a IIA-skupiny periodického systému, pořadové číslo 2O. Elektronový vzorec atomu 4s2, oxidační stav

Hliník
Hliník je prvkem 3. periody a skupiny IIIA periodického systému, pořadové číslo 13. Elektronový vzorec atomu je 3s23p1,

Mangan
Mangan je prvkem 4. periody a VIIB skupiny periodického systému, pořadové číslo 25. Elektronový vzorec atomu je 3d54s2;

Vodík
Vodík je prvním prvkem periodické tabulky (1. perioda, pořadové číslo 1). Nemá úplnou analogii s jinými chemickými prvky a nepatří k žádnému

Chlór. Chlorovodík
Chlor je prvkem 3. periody a VII A-skupiny periodické soustavy, pořadové číslo 17. Elektronový vzorec atomu je 3s23p5, ha

chloridy
Chlorid sodný NaCl. Anoxická sůl. Běžný název je kuchyňská sůl. Bílá, mírně hygroskopická. Taje a vaří bez rozkladu. Mírně rozpusťte

Chlornany. Chlorečnany
Chlornan vápenatý Ca(ClO)2. Sůl kyseliny chlorné HClO. Bílá, při zahřívání se rozkládá bez tání. Vysoce rozpustný ve studené vodě (vzorek

Bromidy. jodidy
Bromid draselný KBr. Anoxická sůl. Bílý, nehygroskopický, taje bez rozkladu. Necháme dobře rozpustit ve vodě, nedochází k hydrolýze. Redukční činidlo (slabší, h

Kyslík
Kyslík - prvek 2. periody a skupiny VIA Periodické tabulky pořadové číslo 8 patří mezi chalkogeny (častěji je však uvažován samostatně). Elektronické fo

Síra. Sirovodík. Sulfidy
Síra je prvkem 3. periody a VIA-skupina periodického systému, pořadové číslo 16, patří k chalkogenům. Elektronový vzorec atomu je 3s

Oxid siřičitý. Siřičitany
Oxid siřičitý SO2. Oxid kyseliny. Bezbarvý plyn se štiplavým zápachem. Molekula má strukturu neúplného trojúhelníku [: S(O)2] (sp

Kyselina sírová. sírany
Kyselina sírová H2SO4. oxokyselina. Bezbarvá kapalina, velmi viskózní (olejovitá), velmi hygroskopická. Molek

Dusík. Amoniak
Dusík je prvkem 2. periody a skupiny VA periodické tabulky, pořadové číslo 7. Elektronový vzorec atomu je 2s22p3, znak

oxidy dusíku. Kyselina dusičná
Oxid dusnatý NO. Oxid netvořící sůl. bezbarvý plyn. Radikál obsahuje kovalentní σπ-vazbu (N=O), v pevném stavu dimer N2

Dusitany. Dusičnany
Dusitan draselný KNO2. Oksosol. Bílá, hygroskopická. Taje bez rozkladu. Stabilní na suchém vzduchu. Velmi dobře rozpustný ve vodě (vytváří bezbarvý

Volný uhlík
Uhlík je prvkem 2. periody a IVA skupiny periodické tabulky, pořadové číslo 6. Chemie uhlíku je především chemie organických sloučenin; anorganické

Oxidy uhlíku
Oxid uhelnatý CO. Oxid netvořící sůl. Bezbarvý plyn, bez zápachu, lehčí než vzduch. Molekula je slabě polární, obsahuje kovalentní trojitý σππ

Uhličitany
Uhličitan sodný Na2CO3. Oksosol. Technický název je soda. Bílá, při zahřívání taje a rozkládá se. Pocity

Křemík
Křemík je prvek 3. periody a IVA skupiny periodického systému, pořadové číslo 14. Elektronový vzorec atomu je 3s23p2. X

Alkany. Cykloalkany
Alkany (parafiny) jsou sloučeniny uhlíku a vodíku, v jejichž molekulách jsou atomy uhlíku propojeny jednoduchou vazbou (limitující uhlovodíky).

alkeny. Alkadieny
Alkeny (olefiny) jsou uhlovodíky, jejichž molekuly obsahují atomy uhlíku propojené dvojnou vazbou (řada nenasycených uhlovodíků

Alkoholy. ethery. Fenoly
Alkoholy jsou deriváty uhlovodíků obsahující funkční skupinu OH (hydroxyl). Alkoholy, které mají jednu OH skupinu, se nazývají monoat

Aldehydy a ketony
Aldehydy a ketony jsou deriváty uhlovodíků obsahujících CO funkční karbonylovou skupinu. V aldehydech je karbonylová skupina navázána na a

karboxylové kyseliny. Komplexní ethery. Tuky
Karboxylové kyseliny jsou deriváty uhlovodíků obsahující funkční skupinu COOH (karboxyl). Vzorce a názvy některých běžných

Sacharidy
Sacharidy (cukry) jsou nejdůležitější přírodní sloučeniny skládající se z uhlíku, vodíku a kyslíku. Sacharidy dělíme na monosacharidy, disacharidy a polysacharidy.

Nitrosloučeniny. Aminy
Organické látky obsahující dusík jsou v národním hospodářství velmi důležité. Dusík může být součástí organických sloučenin ve formě nitroskupiny NO2, aminoskupiny NH2 a

Aminokyseliny. Veverky
Aminokyseliny - organické sloučeniny obsahující ve svém složení dvě funkční skupiny - kyselé COOH a amin NH2

Rychlost reakce
Kvantitativní charakteristikou rychlosti toku chemické reakce A + B → D + E je její rychlost, tj. rychlost interakce částic činidel A

Rychlost chemické reakce je přímo úměrná součinu molárních koncentrací reaktantů
když reakce vyžaduje ke srážce dvě reagující molekuly. Tato závislost se nazývá kinetický zákon působících hmot (K. Gullberg, P. Vog

Energie reakcí
Jakákoli reakce je doprovázena uvolněním nebo absorpcí energie ve formě tepla. V počátečních látkách se chemické vazby přeruší a na to se vynakládá energie (tj

Reverzibilita reakcí
Chemická reakce se nazývá vratná, pokud za daných podmínek probíhá nejen přímá reakce (→), ale i reakce zpětná, tedy od výchozích látek.

Při vystavení rovnovážnému systému se chemická rovnováha posouvá na stranu, která působí proti tomuto efektu.
Podívejme se podrobněji na vliv takových faktorů, jako je teplota, tlak, koncentrace, na posun rovnováhy. 1. Teplota. Zvýšení teploty

Rozpustnost látek ve vodě
Roztok je homogenní systém sestávající ze dvou nebo více látek, jejichž obsah lze v určitých mezích měnit, aniž by byla narušena homogenita.

Elektrolytická disociace
Rozpouštění jakékoli látky ve vodě je doprovázeno tvorbou hydrátů. Pokud v tomto případě nenastanou žádné změny vzorce v částicích rozpuštěné látky v roztoku, pak takové látky

disociace vody. Médium roztoku
Voda sama o sobě je velmi slabý elektrolyt:

Iontoměničové reakce
Ve zředěných roztocích elektrolytů (kyseliny, zásady, soli) obvykle probíhají chemické reakce za účasti iontů. V tomto případě mohou být zachovány všechny prvky činidel.

Hydrolýza solí
Hydrolýza soli je interakce jejích iontů s vodou, která vede ke vzniku kyselého nebo alkalického prostředí, ale není doprovázena tvorbou sraženiny nebo plynu (níže

Oxidační a redukční činidla
Redoxní reakce probíhají se současným zvýšením a snížením oxidačních stavů prvků a jsou doprovázeny přenosem elektronů:

Výběr koeficientů metodou elektronické bilance
Metoda se skládá z několika fází. 1. Napište reakční schéma; najít prvky, které zvyšují a snižují jejich oxidační stavy, a pijte

Řada stresových kovů
V sérii kovových napětí šipka odpovídá snížení redukční schopnosti kovů a zvýšení oxidační schopnosti jejich kationtů ve vodném roztoku (kyselé prostředí):

Elektrolýza taveniny a roztoku
Elektrolýza je redoxní proces, ke kterému dochází na elektrodách při průchodu stejnosměrného elektrického proudu roztoky resp

Hmotnostní zlomek rozpuštěné látky. Ředění, koncentrace a míchání roztoků
Hmotnostní zlomek rozpuštěné látky B (ω in) je poměr hmotnosti látky B (t in) k hmotnosti roztoku (m (p)

Objemový poměr plynů
Pro chemickou reakci a A + b B = c C + d D platí vztah

Hmotnost (objem, látkové množství) produktu podle činidla v přebytku nebo s nečistotami
Přebytek a nedostatek činidel. Množství, hmotnosti a objemy (pro plyny) reaktantů nejsou vždy brány jako stechiometrické, tj. v souladu s reakčními rovnicemi. H

Hledání molekulového vzorce organické sloučeniny
Při odvozování vzorců látek, zejména v organické chemii, se často používá relativní hustota plynu. Relativní hustota plynu X je poměr absolutní

Chemické vlastnosti zahrnují schopnost kovů odolávat oxidaci nebo vstupovat do kombinací s různými látkami: vzdušný kyslík, vlhkost (kovy ve spojení s kyslíkem a vodou tvoří báze (alkálie)), oxid uhličitý atd. Čím lépe kov vstupuje do sloučenin s jinými prvky, tím snáze se ničí. Chemická destrukce kovů působením prostředí při běžné teplotě se nazývá korozi kovu .

Chemické vlastnosti kovů zahrnují schopnost tvořit vodní kámen při zahřívání v oxidační atmosféře a také se rozpouštět v různých chemicky aktivních kapalinách: kyselinách, zásadách atd. Kovy, které jsou odolné vůči oxidaci při vysokých teplotách, se nazývají tepelně odolný (odolné proti usazování vodního kamene).

Nazývá se schopnost kovů udržet si strukturu při vysokých teplotách, nezměkčit a nedeformovat se vlivem zatížení odolnost vůči teplu.

Odolnost kovů vůči korozi, tvorbě okují a rozpouštění je určena změnou hmotnosti zkušebních vzorků na jednotku povrchu za jednotku času.

Koroze kovů . Slovem "koroze" (v latině - "koroze") se označují známé jevy, které spočívají v rezavění železa, potahování mědi vrstvou zeleného oxidu a podobných změnách kovů.

V důsledku koroze jsou kovy částečně nebo úplně zničeny, kvalita výrobků se zhoršuje a mohou být nevhodné pro použití.

Většina kovů se v přírodě vyskytuje ve formě sloučenin s jinými prvky, např. železo - ve formě Fe 2 O 3, Fe 3 O 4, FeCO 3, měď - ve formě CuFeS 2, Cu 2 S, hliník - ve formě Al 2 O 3 atd. V důsledku metalurgických procesů se naruší stabilní vazba mezi kovy a látkami, která existovala v přírodním stavu, ale obnoví se, když se kovy spojí s kyslíkem a dalšími prvky. To je příčinou koroze.

O rozvoj teorie koroze se zasloužili ruští vědci V.A. Kistyakovsky, G.V. Akimov, N.A. Izgaryshev a další. Podle výzkumníků korozních jevů existují dva typy koroze: elektrochemická a chemická koroze.

elektrochemická koroze (Obr.13.) je proces destrukce kovů ve styku s kapalinami, které vedou elektrický proud (elektrolyty), tzn. s kyselinami, zásadami, roztoky solí ve vodě, vodou se vzduchem v ní rozpuštěným. Jevy, které se zde vyskytují, jsou podobné těm, které lze pozorovat v galvanickém článku. Například v oceli tvoří galvanický článek karbid železa a ferit. V elektrolytech zůstává karbid nezměněn, zatímco ferit se rozpouští a vytváří rez s elektrolytovou látkou - korozním produktem.

Chování různých kovů v elektrolytech lze posuzovat podle jejich místa v řadě napětí: draslík, vápník, hořčík, hliník, mangan, zinek, chrom, železo, kadmium, kobalt, nikl, cín, olovo, vodík, antimon, vizmut , měď, rtuť, stříbro, zlato. Ve výše uvedené řadě jsou kovy uspořádány podle velikosti normálního elektrického potenciálu (tj. získaného ponořením kovu do normálního roztoku jeho soli) vzhledem k vodíku. Každý kov této řady, spárovaný s jiným v elektrolytech, tvoří galvanický článek a kov, který se nachází nalevo v řadě, bude zničen. Takže v páru měď - zinek je zinek zničen. Řada napětí má velmi velký praktický význam: ukazuje na nebezpečí přímého kontaktu různých kovů, protože to vytváří podmínky pro vytvoření galvanického článku a zničení jednoho z kovů nalevo od řady napětí.

Obr.13. Schéma znázorňující proces elektrochemické koroze. Obecný kov se na jednom pólu rozpouští (koroduje), na druhém se uvolňuje vodík.

Chemická koroze nazývaná destrukce kovů a slitin v suchých plynech při vysokých teplotách a v kapalinách, které nemají vlastnosti elektrolytů, například v oleji, benzínu, roztavených solích atd. Při chemické korozi působením vzdušného kyslíku jsou kovy pokryty tenkou vrstvou oxidů. Při chemické korozi není kov vždy vystaven pouze povrchové destrukci, ale koroze také proniká do hloubky kovu, tvoří ohniska nebo se nachází podél hranic zrn. (příklad. Stříbrné předměty časem tmavnou, protože vzduch obsahuje plynné sloučeniny síry, které chemicky reagují se stříbrem. Vzniklý sulfid stříbrný zůstává na povrchu předmětů ve formě nahnědlého nebo černého filmu.)

Opatření proti korozi kovů.

kovové povlaky – jedná se o nanesení tenké vrstvy jiného kovu na kov, který má velkou antikorozní odolnost. Kovové povlaky se nanášejí následujícími způsoby: horké, galvanické, difúzní, metalizační atd.

S horkou metodou výrobek je ponořen do lázně roztaveného kovu: zinek (zinkování), cín (cínování), olovo (olovování).

Galvanickým způsobem spočívá v tom, že při elektrolýze roztoku solí zinku, cínu, niklu, chrómu atd. se na povrch výrobku nanese tenká vrstva (od 0,005 do 0,03 mm) kovu.

Difuzní metoda spočívá v absorpci povrchem kovu ochranného kovu, který do něj proniká za vysokých teplot.

Metalizace(nástřik) - nanášení tenké vrstvy roztaveného kovu na výrobek speciální pistolí - elektrickým metalizérem.

obklady - povlakování plechů při válcování tenkou vrstvou jiného kovu, který je odolnější vůči korozi.

Chemické nátěry(oxidace nebo fosfátování) spočívají v tom, že se na povrchu kovu uměle vytvoří husté oxidové filmy, které dobře odolávají korozi, s následným nátěrem oleji nebo barvami.

Zbarvení(nátěr barvami, laky a emaily) je nejjednodušší a nejběžnější způsob ochrany výrobků před korozí.

Lubrikant chrání kovové výrobky před korozí. Olejové mazání je široce používáno k ochraně proti korozi rotujících a pohyblivých částí obráběcích strojů a strojů.

Elektrochemická ochrana(Obr. 14.) (katodická ochrana). Antikorozní ochrana jednoho kovu pomocí „obětovaného“ anodového chrániče z jiného kovu (podle polohy kovu v elektrochemické napěťové řadě kovů).

Obr.14. Způsoby katodické ochrany proti korozi: s "obětní" anodou - chráničem (a); s pomocnou anodou a externím zdrojem proudu (b).