9 сыныпта «Металдар коррозиясы» тақырыбына өткен сот сабағы.
9 сыныпта «Металдар коррозиясы» тақырыбына өткен сот сабағы.
Мақсаты: Қызықты формада коррозия түрлерін: химиялық және электрохимиялық; әртүрлі ортада химизмін және металдардың коррозиядан сақтандыру жолдарын үйрену.
Сабақтың барысы:
Алтын: Темір отбасынан коррозияға шағым түсті. Ол былай болған. Кешкілікте бір күні үй есігін қағады. Темір есікті ашады. Үйге сұмырай коррозия және оның көмекшілері – оттегі, сутегі ионы жене электролит кіріп келеді. Сол сәтте темір ашуға бунығып таттана бастады.
Тек қана темір отбасы ғана емес сонымен бірге басқа отбасыларда коррозиядан жапа шегіп жүр. «Чудо-кафтаны» барлар ғана сақтана алады.
Платина: Бірақ темірде бұндай кафтан бар емес па еді?
Алтын: Бар, бірақ бұл кафтанның қандай қалындығы болмасын ол темірді қорғай алмайды. Себебі, жарықшатар мен тесіктер арқылы оттегі металға енеді. Ал алюминийдің бетінде коррозия ала алмайтын қорғаныш оксидтік пленка түзеді.
Коррозия: О, әңгімелеріңіз мен туралы болып жатыр екен ғой. Сендер менің қылықтарымды білгілерің келіп отыр ма?
Платина: Сен кімсің өзі?
Коррозия: Мен? Жарайды атамын, ал сендер жазыңдар. Алдыңғы сабақта сендер коррозия сөзі қандай мағына беретінін өттіңдер.
1 Хабарлаушы: Коррозия – металдар және олардың құймалары үшін ең қиын ауру, ол қоршаған ортамен химиялық және электрохимиялық әрекеттесулер арқылы металдық материялдардың өзбетімен бұзылуы.
2 Хабарлаушы: Коррозияның себебі, термодинамика процесінің өзінде тұр, себебі кез келген жүйе артық энергиясынан айрылып және тұрақты күге ауысуға тырысады.
Коррозия – бұл тотығу – тотықсыздану процесс, корозияға ұшырайтын металдар атомдары өздерінің валентілік электрондарын беріп жібереді де, көбінесе оксидтер мен гидроксидтер түзіп тотығады.
Алтын: Сізде көп көмекші бар деп айтады ғой? Сізді неге біресе химиялық, біресе электрохимиялық деп құрметтейді? Бұл жерде қандай құпия бар?
Коррозия: Бұзылу сипатына қарай мен – жалпы, нүктелік және кристал аралық болып бөлінемін. Ал, жүру механизмім бойынша химиялық және электрохимиялық.
Алтын: Тоғызыншы сынып оқушыларына химиялық коррозия мен электрохимиялық коррозияның айырмашылығын түсіндіріп берші!
Коррозия: Өзімің достарымның көмегімен айрмашылғын түсіндірейін. Егер де мен өзіммен бірге оттегі, хлор, күкірт (IV) оксиді және күкірт сутегін ертіп қыдырсам, онда мені химиялық деп құрметтейді. Бұл не отырыс? Сендер үшін мен жазамын ба? Жазып алыңдар: Химиялық коррозия – электр тоғын жүргізбей, қоршаған орта әсерінен болады. Мен көбінесе оттегі және азот оксидімен жүремін бұл кезде мені атмосфералық деп атайды. Кәне бауыларым хлор және оттегі.
Хлор: Мен темірмен есеп айырыстым:
2Fe + 3Cl2 = 2 FeCl3
Оттегі: Ал мен мыспен кездестім:
2 Cu + O2 = 2 CuO
3 Хабарлаушы: Көп жағдайда химиялық коррозияның өнімдері металл бетінде пленка түзіп, коррозиялық процестің баяулауына әкеледі.
Көбінде металдардың бұзылуын электрохимиялық коррозия себепші, жемірілу электролит ерітінділерінде өтеді, ол белсенділігі төмен металдардың қатысуымен күшейе түседі. Электрондардың ауысуымен, микротоктың пайда болуымен жүреді.
4 Хабарлаушы: Электрохимиялық коррозиялық процесс өте қиын, ол бірнеше сатыдан тұрады:
- Анодтық процесс — металдың ерітіндіге ион түрінде өтуі, яғни металдың бұзылуы:
Fe0 – 2e → Fe+2
- Электрондардың анодты бөліктен катодқа ауысуынан және иондардың ерітніде жылжуы.
- Катодты процесс – белсенділігі төмен металл электрондарды қабылдайды:
Ox + ne = Red
(Ox – тотықтырғыш бөлшегі, Red – оның тотықсызданған күйі, n – тотықтырғышқа берілген электрон саны), осылай коррозиялық процесті күшейтеді.
5 Хабарлаушы: Кернеу қатарының орта шенінде жемірілуге баяу ұшырайтын металдар орналасқан. Олардың біразы, мысалы, магний, мырыш, алюминий, хром, никель жемірілуге төзімді, себебі металдардың бетінде оксидтен тұратын өте жұқа қабықша пайда болып, металдарды қоршаған ортамен жанасудан сақтап тұрады.
Оқымысты ғалымдарды тыңдайық.
Гемфри Дэви: Жүру жағдайына байланысты әртүрлі процесстер жүреді.
Қышқыл ортада катодта сутегі ионы тотықсызданады:
2 H+ + 2e → H20↑
Ал, нейтралды және сілтілік ортада келесі процесс жүреді:
O2 + 2H2O+4e→4OH—
Майкл Фарадей: Темірде жүретін процесстерді тағы да анықтағым келеді, егер ол басқа металдармен жанасса, мысалы, мыспен.
Қышқыл ортада, мысалы әлсіз тұз қышқыл ерітіндісінде:
анод(Fe): Fe0 – 2e → Fe2+
катод(Сu): 2H+ + 2e → H20
Fe + 2 HCl → FeCl2 + H2
Нейтралды ортада:
анод(Fe): Fe0 – 3e → Fe3+
катод(Сu): O2 + 2H2O + 4e → 4OH—
4Fe + 6 H2O+ 3O2 → 4Fe(OH)3
Алтын: Қымбатты металдар сіздер түсінгендей, біз өте қауіпті қылмыскермен жұмыс жасап отырмыз. Ол жылына 6 милд. тонна темірді құртады, сондықтан да азаматша коррозияның қылмыстарын тоқтату үшін қандай да жаза қолдануымыз керек.
Коррозия: Мені бекер қылмыскер деп айтып тұрсыздар. Мен жай ғана сотқармын.
Алтын: Қандайда бір жаза қолдануымыз керек, бірақ қандай?
6 Хабарлаушы:
Коррозиядан сақтандыру жолдары:
| Металдарды коррозиядан сақтаудың негізгі әдістері |
Сабақты бекіту:
Металдардың коррозиясы
| № | Сұрақтар | Жауап нұсқалары |
| 1. | Ме химиялық реакцияларда мынадай роль атқарады | А) тотықтырғыш; Б) тотықсыздандырғыш; В) тотықтырғыш және тотықсыздандырғыш |
| 2. | Белсенділігі төмен металдар сумен …. | А) қыздыру кезінде әрекеттседі; Б) әрекеттеспейді; В) қ.ж. әрекеттеседі |
| 3. | Белсенді металдарға | А) Cu, Ag, Hg, Pb; Б) Ca, Вe, Na, Li; В) Ca, Na, Li, Ba.. |
| 4. | Ауа оттегімен оңай әрекеттеседі | А) темір, мырыш, мыс; Б) алтын, сынап, платиналық металдар; В) калий, кальций, франций. |
| 5. | Қ.ж. хлорсутегі қышқылымен әрекеттеседі. | А) литий, кальций, темір; Б) күміс, магний, мыс; В) мырыш, сынап, никель. |
| 6. | Химиялық коррозия … қатысында жүреді | А) Cu, Ag, Hg, Pb; Б) Cl2, SO2, HCl; В) HCl, NaOH, Li, Ba.. |
| 7. | Ең жеңіл металды ата | А) темір; Б) натрий; В) литий. |
| 8. | Ең оңай балқитын металды ата | А) кальций; Б) мыс; В) сынап |
| 9. | Ең ауыр металды ата | А) кальций; Б) мыс; В) осмий |
| 10. | Ең қиын балқитын металды ата | А) вольфрам; Б) темір; В) сынап |
Қышқылды коррозия ингибиторларының эффективтілігін зерттеуге арналған құрылғы