методика эксперимента

2
Министерство образования и науки РФ
Федеральное агентство по образованию
Саратовский государственный
технический университет
КОРРОЗИЯ
И ЗАЩИТА МЕТАЛЛОВ
Методические указания
к учебно-исследовательским работам
по дисциплинам «Коррозия и защита металлов»
(для студентов специальности 240302),
«Химическое сопротивление материалов и защита от коррозии»
(для студентов специальности 240801)
Электронное издание локального распространения
Одобрено
редакционно-издательским
советом Саратовского
государственного
технического университета
Саратов – 2009
3
Все права на размножение и распространение в любой форме
остаются за разработчиком.
Нелегальное копирование и использование данного продукта
запрещено.
Составители: Попова Светлана Степановна
Савельева Елена Анатольевна
Под редакцией: Е.А. Савельевой
Рецензент: Н.Д. Соловьева
410054, Саратов, ул. Политехническая, 77
Научно-техническая библиотека СГТУ
тел. 52-63-81, 52-56-01
http://lib.sstu.ru
Регистрационный
номер………….
Саратовский государственный
технический университет, 2009
4
ВВЕДЕНИЕ
Коррозия металлических конструкций наносит огромный ущерб
народному хозяйству. Причем с ростом металлического фонда потери от
коррозии также возрастают. В связи с этим задачи борьбы с коррозией
требуют от инженера большого объема знаний по теории коррозии,
методам исследования коррозийных процессов и методам защиты
металлов от коррозии. Инженер любой специальности должен также иметь
научный подход к выбору материала при рациональном конструировании.
Целью методических указаний является овладение методами
исследования
коррозийных
процессов
(объемный,
весовой,
электрохимический), приобретение навыков защиты от коррозии с
помощью расчета показателей скорости коррозии, изучение процессов
пассивации и депассивации металлов.
У Ч Е Б Н О-И С С Л Е Д О В А Т Е Л Ь С К А Я Р А Б О Т А №1
ИЗУЧЕНИЕ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ КОРРОЗИИ С
ВОДОРОДНОЙ ДЕПОЛЯРИЗАЦИЕЙ
ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ
Коррозией называется процесс самопроизвольного разрушения
металлов под действием окружающей среды. Ввиду наличия на
поверхности корродирующего металла участков с неодинаковыми
потенциалами при электрохимической коррозии на этой поверхности
протекает электрический ток, то есть возникают коррозионные
микроэлементы. Процесс электрохимической коррозии включает
следующие стадии:
1. Переход ионов корродирующего металла с анодных участков в
раствор под действием молекул воды (анодный процесс)
Ме  nН 2O  Me z   nH 2O  z e
2. Протекание освободившихся электронов по металлу от анодных
участков к катодным; движение ионов в коррозионной среде (омический
процесс).
3. Восстановление окислителя коррозионной среды (деполяризатора)
(катодный процесс).
Если при коррозии металла катодным
процессом является
выделение водорода, то такой процесс называется коррозией с водородной
деполяризацией.
5
Термодинамически
такая коррозия возможна для металлов,
имеющих более электроотрицательный потенциал, чем потенциал
водородного электрода в данной коррозионной среде.
Коррозия с водородной деполяризацией характерна, например для
цинка в растворах серной и соляной кислот, для магния в щелочных и
нейтральных растворах.
H e  H
Катодная реакция имеет вид:
H  H  H2
Все рассматриваемые процессы являются сопряженными и
протекают с одинаковой скоростью. В силу этого скорость коррозии
можно определить по количеству выделенного водорода на катодных
участках.
Цель работы: изучить влияние коррозионной среды, природы и
концентрации примесей на скорость коррозии металла в кислоте.
МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА
Установка для изучения коррозии объемным методом приведена на
рис.1
В качестве исследуемого металла
могут быть использованы цинк, олово, в
качестве коррозионной среды – соляная,
серная, фосфорная, хлорная кислоты
различной концентрации (0,01…1,0 гэкв/л)
с
добавками
солей
2+
соответствующих кислот (Сu , Fe2+,
Pb2+, Ni2+, Cd2+, Co2+, Sn2+) в количестве
0,01…0,05г-экв/л.
Поверхность исследуемого металла
перед опытом измеряют с точностью до
0,01см2, зачищают тонкой наждачной
бумагой,
обезжиривают
спиртом,
протирают фильтровальной бумагой.
Время опыта 1,5 часа. Количество делившегося водорода в процессе
коррозии определяют в первые 5 минут через каждую минуту, а затем
через каждые 5…15 минут в зависимости от интенсивности процесса.
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
Опыт можно проводить одновременно в 3…4 бюретках для различных
условий эксперимента.
6
1. Изучить экспериментальную установку.
2. Подготовить исследуемый образец металла к опыту и закрепить
его в стеклянной воронке (рис.1,б).
3. Налить в стакан 3 указанный преподавателем раствор и опустить
бюретку 1 нижним концом в стакан 3.
4. Открыть кран 2 и с помощью резиновой груши засосать раствор из
стакана в бюретку до определенной метки.
5. Закрыть верхний кран 2, сразу же засечь время опыта.
6. Через минуту, две и т. д. в течении 1,5 часа замерить понижение
уровня раствора в бюретке. Это понижение равно количеству
выделившегося при коррозии водорода, который и вытесняет
коррозионную жидкость.
7. Через 1,5 часа вынуть из бюретки воронку, оставшийся в бюретке
раствор слить в стакан. Промыть бюретку несколько раз
дистиллированной водой.
ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ТРУДА
При выполнении работы не следует допускать попадания кислоты на
кожу. В противном случае во избежание ожогов необходимо промыть
пораженное место струей воды и нейтрализовать слабым раствором соды.
ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТА
Рассчитывают скорость коррозии в виде объемного показателя Поб
при каждом времени.
V0  см3 

;
S  см 2ч 
V 273( p  pH 2 O )
П об 
V0 
T 760
(1)
,
где V -объем выделившегося газа, см3, при температуре Т, давлении Р и
времени опыта τ;
p H O - давление насыщенного водяного пара, мм рт. ст., при температуре
Т;
S - поверхность образца см2;
τ - время коррозии, ч.
Объемный показатель коррозии пересчитывается в массовый
2
П м асс  Поб
2 А  10000  г 
 м 2ч 
22429 z


7
где А - атомная масса металла;
z - валентность металла.
Строят графические зависимости Поб   , П масс   .
Полученные показатели скорости коррозии сопоставляют
с
величинами перенапряжения водорода на соответствующих металлахпримесях.
τ, ч
Результаты измерений и расчетов заносят в таблицу.
V0, см3
V , см3
 г 
 см3 
П масс ,  2 
Поб ,  2 
 см ч 
Примечание
 м ч
В графе «Примечание» должны быть описаны наблюдаемые в ходе
эксперимента изменения на границе контакта образца металла с раствором
электролита (интенсивность выделения пузырьков водорода, цвет слоя
раствора вблизи электрода и т. д.), а также условия эксперимента:
температура, состав и концентрация раствора, давление насыщенного
водяного пара при температуре измерений.
СОДЕРЖАНИЕ И ОФОРМЛЕНИЕ ОТЧЕТА
Отчет по работе включает:
1. Название и цель.
2. Схему экспериментальной установки.
3. Краткие теоретические сведения о механизме электрохимической
коррозии с водородной деполяризацией.
4. Основные расчетные формулы и результаты расчетов.
5. Вывод о влиянии условий эксперимента (концентрации кислоты,
добавок солей, природы солей) на скорость коррозии металла.
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ
1. Чем различаются химический и электрохимический механизм
коррозионного процесса?
2. Дать определение коррозии с водородной деполяризацией.
3. При каком условии термодинамически возможна коррозия с
водородной деполяризацией?
4. Назвать факторы, влияющие на перенапряжение водорода.
8
У Ч Е БН О-И С С Л Е Д О В А Т Е Л Ь С К А Я Р А Б О Т А №2
ИЗУЧЕНИЕ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ КОРРОЗИИ
С КИСЛОРОДНОЙ ДЕПОЛЯРИЗАЦИЕЙ
ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ
Если при коррозии металла катодным процессом является
восстановление кислорода, то такой процесс называется коррозией с
кислородной деполяризацией. В этом случае катодный процесс
описывается уравнением
О2  2 Н 2О  4е  4ОН 
Он включает следующие стадии: подвод кислорода к поверхности
катода, ионизация кислорода, отвод продуктов реакции. Лимитирующей
стадией является диффузия кислорода, так как мала также растворимость
кислорода в водных растворах (8 мг/л). Кроме того, ионизация кислорода,
в свою очередь, протекает с перенапряжением (η), которое растет
пропорционально плотности тока в области малых токов (iк≤10-6 А/см2) и
изменяется по логарифмическому закону в области больших токов
η = а + в lgiк,
где а - постоянная, численно равная перенапряжению кислорода
при i  1А / см 2 , она зависит от материала катода;
в - коэффициент, равный 2,3RT/zF.
Таким образом, перенапряжение ионизации кислорода является
функцией плотности тока, материала катода и температуры раствора.
С повышением плотности тока все с большей степенью начинает
появляться концентрационная поляризация. На катоде устанавливается
предельный диффузионный ток (iпр), который можно определить
экспериментально и рассчитать с помощью уравнения:
iпр 
DzFCOk

,
где D - коэффициент диффузии кислорода в данном растворе, см/с
z - число электронов, участвующих в реакции ионизации кислорода,
равное 4;
δ - толщина диффузионного слоя;
CO2 - концентрация кислорода в растворе, моль/см3.
Поляризационная кривая ионизации кислорода представлена на
рис.2
По достижении предельного диффузионного тока процесс будет
определяться только концентрационными затруднениями. Плотность тока
не меняется до тех пор, пока не будет достигнут потенциал нового
9
электродного процесса – выделения
водорода.
Величина
предельного
диффузионного тока возрастает при
перемещении раствора, а также при
введении
в
раствор
легко
восстанавливающихся
на
катоде
окислителей
(перекись
водорода,
персульфат
аммония)
или
переносчиков
кислорода
(FeCl3,
Fe(SO4)3), выступающих в роли
деполяризаторов.
Для снижения предельного тока
диффузии
проводят
деаэрацию
раствора, например, введением в качестве деаэратора сульфата натрия
Na2SO4 или нагреванием раствора.
Цель работы: исследовать влияние материала – металла, состава
коррозийной среды, перемешивания на катодный процесс восстановления
кислорода при электрохимической коррозии.
МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА
Схема
экспериментальной
установки
приведена на рис. 3
В качестве материала катода можно
использовать медь, цинк, свинец, олово, никель,
в качестве противоэлектрода – никель.
Коррозионная среда – хлорид натрия 2% или 3%
раствор без добавок или с добавками
окислителей (H2O2, (NH4)2S2O3), переносчиков
кислорода (Fe2(SO4)3, FeCl3). Добавки вводятся в
количестве
0,01
г-экв/л
(по
указанию
преподавателя). Исследуемый электрод перед опытом зачищают тонкой
наждачной бумагой, обезжиривают спиртом, протирают фильтром.
Измерение потенциала катода проводят на потенциометре (3)
относительно хлорсеребряного электрода сравнения (4). Плотности
поляризующего тока: 0,05; 0,1; 0,15; 0,25; 0,3; 0,5 мА/см.
При каждом значении плотности тока необходимо выдержать катод
в течении 3…5 минут для достижения стационарного состояния. Опыт
заканчивается при достижении предельной плотности тока восстановления
кислорода и начала выделения водорода.
10
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
1. Изучить и собрать схему экспериментальной установки.
2. Подготовить исследуемый катод к опыту.
3. Измерить стационарный потенциал без тока.
4. Установить первое значение плотности тока, измерить потенциал
катода, затем второе значение плотности тока и т.д. до достижения
потенциала выделения водорода.
5. Включить ток. Затем повторить п. 1…5 при других условиях (по
указанию преподавателя).
ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ТРУДА
Перед работой убедиться в заземлении приборов.
ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ
На основании проведенных измерений строят поляризационные
кривые и анализируют их ход.
СОДЕРЖАНИЕ И ОФОРМЛЕНИЕ ОТЧЕТА
Отчет о работе включает:
1. Название и цель работы.
2. Краткие теоретические сведения о механизме электрохимической
коррозии с кислородной деполяризацией.
3. Схему экспериментальной установки.
4. Поляризационные кривые на миллиметровой бумаге.
5. Вывод о влиянии условий эксперимента (добавок, перемешивания,
материала катода) на предельный ток кислородной деполяризации и на
скорость реакции восстановления кислорода.
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ
1. Дать определение коррозии с кислородной деполяризацией.
2. При каком условии термодинамически возможна коррозия с
кислородной деполяризацией?
3. Назвать факторы, влияющие на предельный ток восстановления
кислорода.
11
У Ч Е Б Н О-И С С Л Е Д О В А Т Е Л Ь С К А Я Р А Б О Т А №3
ИССЛЕДОВАНИЕ КОРРОЗИОННЫХ ДИАГРАММ ПОЛЯРИЗАЦИИ
ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ
Коррозионные диаграммы представляют собой графические
зависимости токов коррозионного процесса от поляризации, они
позволяют определить максимальный коррозионный ток(iкор) и установить
контролирующий фактор коррозии (Ск, СА) (рис.4).
Катодный,
анодный
и
омический
процессы
при
работе
коррозионного
микроэлемента протекают одновременно и
сопряжено, то есть с одинаковой скоростью.
Такое
состояние
устанавливается
самопроизвольно.
В соответствии с законом Фарадея
скорость процесса коррозии пропорциональна
величине коррозионного тока I и определяется
суммой торможений процесса на отдельных
его ступенях.
Таким образом, коррозионный элемент
можно уподобить замкнутой электрической
цепи, величина тока в которой I зависит от суммарного сопротивления
всех ее участков. По закону Ома I 
Ek  E A
R
где Ek, EA - начальные потенциалы катодной и анодной стадии;
R - суммарное сопротивление стадии коррозионного процесса.
Величина сопротивления отдельных стадий коррозионного процесса
различна. Влияние отдельных стадий на суммарную скорость
коррозионного процесса оценивается степенью контроля.
Степенью контроля коррозионного процесса называется доля
торможения этой ступени по отношению к суммарному сопротивлению
всех ступеней процесса
Ck 
I R
Ek
E A
100%(7) ; C A 
100%(8) ; Ck  кор 100%(9)
Ek  E A
Ek  E A
Ek  E A
Где Ek, ΔEA - катодная и анодная поляризация.
Ступень процесса, имеющую наибольшую степень контроля, то есть
оказывающую максимальное торможение, называют контролирующим или
ограничивающим фактором коррозии.
Эффективного уменьшения скорости коррозии можно добиться,
воздействуя на контролирующий фактор.
12
При изучении коррозионного процесса прежде всего необходимо
установить контролирующий фактор. Только тогда можно найти наиболее
действенный способ борьбы с коррозией. Коррозионные диаграммы дают
возможность оценить контролирующий фактор коррозии.
Цель работы: исследовать влияние ингибиторов коррозии на
коррозионный ток и на контролирующий фактор коррозии.
МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА
Схема экспериментальной установки приведена на рис. 3
Для выполнения работы требуются электроды: медный, цинковый,
алюминиевый,
оловянный,
титановый,
графитовый.
Растворы
электролитов: хлорид натрия 6% или 3%, хлорная кислота, хромовая
кислота, концентраций 0,01; 0,05; 0,1; 0,5; 1 моль/л. Добавки: перекись
водорода, бихромат калия в количестве 0,5н. Пары электродов и
электролиты взять по указанию преподавателя. Оба электрода перед
опытом зачищают мелкой наждачной бумагой, обезжиривают спиртом,
протирают фильтром. Измерение потенциалов обоих электродов проводят
относительно хлорсеребряного электрода сравнения. Плотности
поляризующего тока: 0,05; 0,1; 0,15; 0,2; 0,25; 0,3; 0,5 мА/см2. Опыт
заканчивается при выравнивании потенциала обоих электродов.
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТ
1. Изучить и собрать схему экспериментальной установки.
2. Подготовить электроды к опыту.
3. Измерить стационарные потенциалы обоих электродов в
отсутствии тока.
4. Установить первую из заданных плотностей поляризующего тока;
при этой плотности тока измерить потенциал обоих электродов; затем
установить вторую плотность тока, измерить потенциалы электродов и т.д.
до выравнивания потенциала обоих электродов.
5. Выключить ток. Повторить п. 1…5 для других условий опыта (по
указанию преподавателя).
ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ
На основании проведенных измерений строят поляризационные
коррозионные диаграммы (рис. 4). Рассчитывают по уравнению (7), (8)
величины CA и Ck . Устанавливают контролирующий фактор
коррозионного процесса, определяют максимальный коррозионный ток,
потенциал коррозии.
13
СОДЕРЖАНИЕ И ОФОРМЛЕНИЕ ОТЧЕТА
Отчет о работе включает:
1. Название и цель работы.
2. Основные понятия и определения. Расчетные формулы.
3. Схему экспериментальной установки.
4. Коррозионные диаграммы на миллиметровой бумаге.
5. Вывод о влиянии условий эксперимента на величину степени
контроля, контролирующий фактор и на максимальный ток и потенциал
коррозии.
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ
1. Дать определение коррозионной диаграммы.
2. Какую информацию о коррозионном процессе можно получить из
анализа коррозионных диаграмм?
3. Как влияют добавки, вводимые в коррозионную среду
(пассиваторы, активаторы и др.) на контролирующий фактор и на степень
контроля коррозионного процесса?
У Ч Е Б Н О-И С С Л Е Д О В А Т Е Л Ь С К А Я Р А Б О Т А № 4
АНОДНАЯ ПАССИВАЦИЯ МЕТАЛЛОВ
ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ
Скорость коррозии таких металлов, как железо, алюминий , хром,
никель, титан, в растворах сильных окислителей значительно ниже, чем в
растворах, не содержащих сильных окислителей. Явление резкого
уменьшения скорости коррозии (на несколько порядков) в растворах
сильных окислителей называется – пассивацией, а состояние металла –
пассивным. Состояние пассивации может быть достигнуто и при анодной
поляризации металла по достижении так называемого критического
потенциала пассивации Eкр (рис. 5)
На анодной поляризационной кривой можно выделить несколько
участков, различающихся зависимостью скорости анодного окисления
металла от потенциала: 1 – активное состояние металла; 2 – переходное
состояние металла; 3 – пассивное состояние металла; 4 – участок
перепассивации.
Очевидно, чем отрицательнее значение критического потенциала,
тем легче металл пассивируется. Причиной наступления пассивного
состояния является образование на поверхности вышеназванных металлов
14
прочносцепленных с основной фазой
слоев оксидов, обладающих очень
малой ионной проводимостью.
Переход ионов металла через
такой оксидный слой сильно
затруднен, в результате анодный
потенциал возрастает вплоть до
Анодная поляризационная кривая потенциала разряда гидроксильных
ионов с выделением кислорода
(область 4).
Состояние
пассивности
существенно
изменяется
при
введении в раствор депассиваторов,
среди которых наиболее высокой активностью отличаются ионы хлора,
ионы Сl-, обладая высокой поверхностной активностью, легко
адсорбируются на аноде, вытесняя кислород из узлов кристаллической
решетки фазового оксида. Поскольку хлориды металлов растворимы в
большинстве своем, то при введении ионов хлора в раствор пассивное
состояние электрода устраняется и даже вообше не возникает, если ввести
ионы хлора в достаточном количестве. Депассивация металла
способствует также повышению температуры, так как при этом
увеличивается растворимость пассивирующей пленки.
Цель работы: исследовать влияние плотности тока, температуры и
добавок ионов хлора на пассивацию металлов.
МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА
В работе используется метод потенциостатических поляризационных
кривых. С помощью потенциостата П-5848 на электроде поддерживается
потенциал заданной величины в течении определенного времени (2 мин.),
по истечении которого регистрируется стационарное значение плотности
тока. Затем устанавливается новое значение потенциала. Потенциастат
перед опытом прогревают в течении 30 минут. Электрод в ячейку
термостатируют при заданной температуре. В качестве исследуемых
электродов берут никель, титан, сталь, цинк (по указанию преподавателя).
В качестве коррозионной среды – растворы серной, хромовой кислот –
0,01…0,1 г-экв/л; сульфата никеля – 60 г/л с сульфатом натрия – 40 г/л и с
добавками NaCl - 25, 50, 60, 70, 80 г/л. Температура опытов: 20, 40, 60, 80
__ (по указанию преподавателя). Противоэлектродом служит никелевый
электрод. Исследуемый анод перед опытом зачищают мелкой наждачной
бумагой, обезжиривают спиртом, протирают фильтром.
Опыт начинают со стационарного потенциала электрода и повышают
15
потенциал на 50…100 мВ в анодную область до достижения потенциала
+1500 мВ.
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТ
1.Изучить работу потенциостата П-5848.
2.Включить потенциостат.
3.Подготовить исследуемый анод к работе.
4.Измерить стационарный потенциал анода.
5.Увеличить потенциал анода на 50 мВ и через 2 минуты измерить
величину тока на электроде. Затем вновь увеличить потенциал и вновь
измерить ток и т.д. до достижения Ea=1500 мВ.
6.Отключить поляризацию электрода.
7.Повторить п. 2…6 для других условий опыта (по указанию
преподавателя).
ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ТРУДА
Перед работой убедиться в заземлении потенциостата П-5848.
При работе с кислотой в качестве коррозионной среды избегать их
попадания на кожу рук и на одежду.
ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ
На основании проведенных измерений строят поляризационные
кривые E - i, а также Eпр - Скислоты , Епп – Скислоты, Екр - СNaCl, Епп - СNaCl.
СОДЕРЖАНИЕ И ОФОРМЛЕНИЕ ОТЧЕТА
Отчет о работе включает:
1. Название и цель работы.
2. Краткие теоретические сведения о механизме и природе
пассивации металлов.
3. Методика эксперимента.
4. Экспериментальные
результаты
в
виде
графических
зависимостей.
5. Вывод о влиянии условий эксперимента (температуры,
концентрации коррозионной среды) на величину критического
потенциала пассивации Екр и величину потенциала полной
пассивации Епп.
16
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ
1. Что такое пассивация металла?
2. Каковы причины возникновения пассивного состояния металлов?
3. Как влияет на пассивацию металла наличие в коррозионной среде
активаторов?
У Ч Е Б Н О-И С С Л Е Д О В А Т Е Л Ь С К А Я Р А Б О Т А № 5
ИССЛЕДОВАНИЕ КОНТАКТНОЙ КОРРОЗИИ МЕТАЛЛОВ
При контакте двух и более металлов условия коррозии изменяются.
Контакт с более электроположительным металлом усиливает
коррозионный процесс, а контакт с более электроотрицательным металлом
снижает скорость коррозии. Контактная коррозия наиболее ярко
проявляется в агрессивных средах с хорошей электропроводимостью: в
растворах электролитов, в морской и речной воде, в кислых грунтах.
Цель работы: изучить влияние контакта двух металлов на скорость
коррозии одного из них.
МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА
Схема экспериментальной установки приведена на рис. 6
Для выполнения работы требуются электроды из цинка, стали, меди
размерами 20/20/0,5 мм, микроамперметр, потенциометр с электродом
сравнения, растворы NaCl, Na2SO4 6…12% концентрации (по указанию
преподавателя).
Электроды
перед
опытом
тщательно
обезжирить,
измерить
штангенциркулем их размеры, промыть,
высушить фильтром и взвесить на
аналитических весах. После этого
поместить в стакан с раствором,
выдержать 2…3 часа. В течение этого
времени в случае, если электроды в
стакане различны (например, цинкмедь) необходимо измерять ток в цепи и
потенциал цинкового электрода.
После опыта электроды вынуть из раствора, протереть поверхность
для удаления продуктов коррозии, промыть водой, просушить фильтром,
взвесить.
17
ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ
1. Собрать схему экспериментальной установки.
2. Подготовить два цинковых электрода к опыту: обезжирить,
зачистить, промыть, высушить, взвесить.
3. Погрузить в стакан с раствором NaCl, Na2SO4 (по указанию
преподавателя)
4. Через 2…3 часа вынуть электроды, промыть, стереть продукты
коррозии, опять промыть, высушить фильтром, взвесить.
5. Подготовить цинковый и медный электроды согласно п. 2
6. Поместить их в стакан с тем же раствором.
7. Замкнуть цепь и сразу же измерить ток и потенциал цинкового
электрода.
8. Замерять показания микроамперметра через каждую минуту. По
истечении 5 минут с начала опыта замеры тока проводить через 5
минут, а по истечении 30 минут – через 10 минут.
9. По истечении 1 часа измерить потенциал цинкового электрода и
разомкнуть цепь.
10.Цинковый электрод вынуть из раствора, обработать согласно п. 4
ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ
Рассчитать массовый показатель коррозии цинка Kмасс , в отсутствии
контакта с медью и при контакте с ней: К м асс 
m
,
S
Где m - уменьшение массы цинка в результате коррозии, г;
S - поверхность образца, м;
τ - время коррозии, ч.
Во втором случае m рассчитать по уравнению m  qI
Где q- электрохимический эквивалент цинка;
I. τ - количество электричества, определяемое как площадь под
кривой I - τ, построенной по результатам измерений.
СОДЕРЖАНИЕ И ОФОРМЛЕНИЕ ОТЧЕТА
В отчет по работе входят краткие сведения о контактной коррозии
металлов, схема установки, результаты измерений в виде таблиц и
графиков I - τ, основные расчетные формулы, вывод о влиянии контакта с
более благородным металлом на скорость коррозии цинка или стали.
18
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ
1. Почему отличаются величины массового показателя коррозии,
полученного по величине весовых потерь анода и по величине
тока, возникшего в макрогальваническом элементе при контакте с
медью?
2. Почему скорость коррозии Zn возрастает при контакте с медью?
3. Как изменяется потенциал металла (Zn, стали) при контакте его с
более благородным металлом?
4. Написать уравнение процессов, протекающих при коррозии
исследуемых металлов.
ЛИТЕРАТУРА