Hóa học 12 Bài 20: Sự ăn mòn kim loại

1. Tóm tắt lý thuyết

1.1. Khái niệm về Ăn mòn kim loại

- Sự ăn mòn kim loại là sự phá huỷ kim loại hoặc hợp kim do tác dụng của các chất trong môi trường xung quanh

- Kim loại bị oxi hoá thành ion dương: M → Mn+ + ne

1.2. Các dạng ăn mòn

a. Ăn mòn hóa học.

Ví dụ: Cổng sắt bị rỉ sét do ăn mòn hóa học:

3Fe + 2O2 → Fe3O4

3Fe + 2H2O → Fe3O4 + 2H2

Sắt bị ăn mòn

⇒ Ăn mòn hoá học là quá trình oxi hoá – khử, trong đó các electron của kim loại được chuyển trực tiếp đến các chất trong môi trường.

b. Ăn mòn điện hóa học

- Thí nghiệm: Ăn mòn điện hóa với 2 điện cực là Zn và Cu​

- Giải thích hiện tượng:

+ Điện cực âm (anot); Zn bị ăn mòn theo phản ứng: Zn → Zn2+ + 2e. Ion Zn2+ đi vào dung dịch, các electron theo dây dẫn sang điện cực Cu.

+ Điện cực dương (catot): ion H+ của dung dịch H2SO4 nhận electron biến thành nguyên tử H rồi thành phân tử H2 thoát ra. 2H+ + 2e → H2

- Ăn mòn điện hoá là quá trình oxi hoá – khử, trong đó kim loại bị ăn mòn do tác dụng của dung dịch chất điện li và tạo nên dòng electron chuyển dời từ cực âm đến cực dương.

- Ăn mòn điện hoá học hợp kim sắt trong không khí ẩm

Cơ chế ăn mòn gang thép

- Tại anot: Fe → Fe2+ + 2e; Tại catot: O2 + 2H2O + 4e → 4OH-

​- Điều kiện để xảy ra ăn mòn điện hóa học

+ Các điện cực phải khác nhau về bản chất. Cặp KL – KL; KL – PK; KL – Hợp chất hoá học 

+ Các điện cực phải tiếp xúc trực tiếp hoặc gián tiếp qua dây dẫn.

+ Các điện cực cùng tiếp xúc với một dung dịch chất điện li.

1.3. Chống ăn mòn kim loại

a. Phương pháp bảo vệ bề mặt

- Dùng những chất bền vững với môi trường để phủ mặt ngoài những đồ vật bằng kim loại như bôi dầu mỡ, sơn, mạ, tráng men,…

- Ví dụ: Mạ tượng, sơn phủ bên ngoài đồ vật,...

mạ vàng

    

Hàn xì

     ​

b. Phương pháp điện hóa

- Nối kim loại cần bảo vệ với một kim loại hoạt động hơn để tạo thành pin điện hoá và kim loại hoạt động hơn sẽ bị ăn mòn, kim loại kia được bảo vệ.

- Ví dụ: Bảo vệ vỏ tàu biển làm bằng thép bằng cách gán vào mặt ngoài của vỏ tàu (phần chìm dưới nước) những khối Zn, kết quả là Zn bị nước biển ăn mòn thay cho thép.