A-10. Elektrochemiczna ochrona przed korozją

A–10
ELEKTROCHEMICZNA OCHRONA PRZED KOROZJĄ
Cel ćwiczenia:
Badanie
warunków
ochrony
katodowej
materiału
metalicznego
(zawierającego żelazo) przed korozją. Ochrona katodowa za pomocą
zewnętrznego źródła prądu.
Zagadnienia: Korozja, pasywacja metali, ochrona przed korozją, ochrona katodowa i
anodowa, ogniwo
Sprzęt:
Odczynniki:
Amperomierz, zasilacz prądu stałego z płynnie
1M H2SO4, 1M HNO3, 1M Na2SO4,
regulowanym napięciem, naczyńko i statyw do budowy
1M KSCN, 30% H2O2, 1% NaCl
zestawu pomiarowego, elektroda grafitowa (pręcik)
i metaliczna zawierająca żelazo (pręcik lub blaszka),
4 zlewki 100 cm3, zlewka 600cm3,
pipeta jednomiarowa 10cm3,
pipety wielomiarowe: 2 cm3 i 1 cm3,
cylinder miarowy - 100cm3
Wykonanie ćwiczenia:
1. Zbudować zestaw do pomiarów zgodnie z poniższym schematem:
-
+
A
V
Fe
C
środowisko korozyjne
2. Sporządzić roztwór zawierający: 20 ml 1M H2SO4 + 5 kropli 30% H2O2 oraz 0,2 ml 1M
KSCN.
UWAGA !
Przed zanurzeniem elektrod połączyć je w obwód elektryczny i ustawić napięcie 2V.
1
a) W pierwszej części ćwiczenia należy ustalić optymalny czas, po którym natężenie prądu
powinno być odczytywane w dalszej części ćwiczenia. W tym celu należy dla początkowego
napięcia 2,0 V odczytywać natężenie prądu przez 15 minut, co 30 sekund.
b) Następnie dla nastaw napięcia: 1,8 V; 1,6 V; 1,4 V; 1,3 V; 1,2 V; 1,15V, 1,10 V; 1,05 V;
1,00 V; 0,95 V; 0,9 V odczytać napięcie po czasie ustalonym w części a). W czasie
wykonywania pomiarów należy obserwować roztwór, tak aby zauważyć ewentualne
pojawienie się barwnych związków Fe (III) (oznaczających brak ochrony metalu przed
korozją). Zanotować wartość napięcia i czas, przy którym taka barwa się pojawia.
3. Sporządzić następujące roztwory:
a) 35 ml 1% NaCl + 50 ml 1M H2SO4 + 6 kropli 30% H2O2 + 0,5 ml 1M KSCN
b) 30 ml 1M H2SO4 + 50 ml 1M Na2SO4 + 6 kropli 30% H2O2 + 2 ml 1M KSCN
c) 20 ml 1M HNO3 + 5 kropli 30% H2O2 + 0,2 ml 1M KSCN
i dla nastaw napięcia (2,0 – 0,9 V) podanych w części 2a dokonać odczytu natężenia prądu
w ściśle ustalonym czasie.
Opracowanie wyników:
1. Zestawić w tablicy wartości napięcia i odczytanego po odpowiednim czasie napięcia dla
każdego badanego środowiska korozyjnego.
2. Przedstawić na wykresach zależności: I = f (U ) wykonane dla wszystkich roztworów
i wyznaczyć wartość potencjału, przy którym materiał zawierający żelazo przestaje podlegać
ochronie katodowej.
3. Na podstawie zależności: I = f (U ) oraz w oparciu o dokonane obserwacje (pojawienie się
barwnych związków żelaza (III)) ustalić wpływ środowiska korozyjnego na wartość
potencjału, przy którym badany materiał zaczyna ulegać korozji.
4. Porównać uzyskane wartości z danymi literaturowymi.
5. Przeprowadzić dyskusję błędów.
Literatura:
1. K.Pigoń, Z.Ruziewicz, Chemia Fizyczna, tom 1, PWN, Warszawa 2013,.
2. L.Komorowski, A.Olszowski, Chemia Fizyczna, tom 4, Laboratorium Fizykochemiczne,
PWN, Warszawa, 2013.
3. Ćwiczenia laboratoryjne z chemii fizycznej, Akademia Techniczno-Rolnicza im. Jana i
Jędrzeja Śniadeckich w Bydgoszczy, 1979.
2