Chemia - korozja metali - instrukcje.doc

Ćwiczenia

1. Powstawanie zgorzeliny na stali

Celem ćwiczenia jest obserwacja jednego z mechanizmów korozji chemicznej metali polegającego na powstawaniu powierzchniowych produktów korozji stali w wyniku działania gazów utleniających w wysokiej temperaturze (powstawanie zgorzeliny, inaczej zendry).

Aparatura i odczynniki

Sposób wykonania oznaczeń

–      Blaszkę stalową starannie oczyścić papierem ściernym, odtłuścić, a następnie zważyć na wadze analitycznej i zmierzyć wymiary suwmiarką. Zapisać wyniki pomiarów.

–      Umieścić blaszkę w szczypcach metalowych, przenieść w utleniający płomień palnika i ogrzewać do czerwonego żaru. Zapisać czas wygrzewania próbki.

–      Ostudzić blaszkę w eksykatorze i zaobserwować pojawienie się ciemnej warstwy zgorzeliny. Jeżeli próbka stalowa była ogrzewana w utleniającym płomieniu palnika, to jej powierzchnia pokryła się warstwą tlenku Fe3O4 (Fe3O4 = Fe2O3 (t<570°C)∙FeO (t<570°C)).

–      Po ostudzeniu w eksykatorze, ponownie zważyć blaszkę i obliczyć grubość warstwy tlenkowej stosując wzór (8.27):

              (8.27)

gdzie:              x              –              grubość warstwy zgorzeliny [cm]

              Dm              –              przyrost masy próbki [g]

              P              –              powierzchnia reakcji próbki [cm2]

              d              –              gęstość powstającej zgorzeliny Fe3O4 (5,18 g/cm3)

              MFe3O4              –              masa molowa Fe3O4 (231,52 μ)

              M2O2              –              masa molowa 2O2 (64,0 μ).

–      Uzyskane wyniki pomiarów i obliczeń przedstawić w tabl.8.3.

Tablica 8.3

UWAGA: Wynik końcowy, czyli otrzymana grubość warstwy zgorzeliny, jest zależny od temperatury i czasu wygrzewania. Może wynosić od 0,001 do kilku milimetrów. Warto zauważyć, że jeżeli ogrzewanie będzie trwać dostatecznie długo (np. 20-30 min) powstająca zgorzelina przyjmie postać odpadających łusek.

2. Korozja stali w różnych środowiskach

Celem ćwiczenia jest obserwacja zachowania się stali w środowisku elektrolitów i wody destylowanej.

Aparatura i odczynniki

Sposób wykonania oznaczeń

–      Cztery blaszki stalowe starannie oczyścić papierem ściernym, a następnie zważyć na wadze analitycznej i zmierzyć wymiary suwmiarką. Zapisać wyniki pomiarów.

–      Wyznaczyć odczyn roztworów, w których będą korodowane blaszki.

–      W czterech zlewkach umieścić po jednej blaszce stalowej. Następnie dodać do nich jednakowe ilości następujących cieczy: roztwór HCl, woda destylowana, 5% roztwór NaCl i roztwór NaOH. Zwrócić uwagę, aby cieczy zakrywała blaszkę.

–      Od czasu do czasu obserwować zmiany zachodzące na powierzchni blaszek.

–      Po upływie godziny wyjąć blaszki z roztworów, osuszyć, usunąć ślady rdzy i ponownie zważyć. Obliczyć ubytek masy próbki stalowej odniesiony do powierzchni reakcji blaszki. Wyniki pomiarów i obliczeń umieścić w tabl.8.4.

Tablica 8.4