Korozja materiałów

Ćwiczenie 4
Korozja materiałów
Korozja żelaza z depolaryzacją tlenową
Cel ćwiczenia: Zapoznanie się z przyczynami, przebiegiem oraz skutkami zjawiska korozji elektrochemicznej
żelaza oraz sposobami ochrony przed korozją.
Część doświadczalna
Do śledzenia przebiegu korozji używa się odczynnika ferroksylowego (roztwór wodny
sześciocyjanożelazianu (III) potasu (K3[Fe(CN)6] i alkoholowy roztwór fenoloftaleiny). Powstające podczas
korozji (w procesie anodowym) jony Fe2+ tworzą z sześciocyjanożelazianem (III) potasu niebiesko – zielone
obszary, zaś tworzące się w reakcji katodowej jony OH - zabarwiają fenoloftaleinę na czerwono. Aby
utrudnić mieszanie się produktów reakcji katodowej i anodowej doświadczenie przeprowadza się w żelu
agar – agar.
Odczynniki i sprzęt
Odczynniki: żel o składzie: woda, agar-agar, 3% NaCl, 0,05% K3[Fe(CN)6], alkoholowy roztwór
fenoloftaleiny, odczynnik ferroksylowy (do 100 ml gorącego (ok. 90oC) 1,5 % roztworu
Agaru (1,5 g Agaru) dodać kilka kryształków (ok. 50 mg) K3Fe(CN)6 oraz nieco
alkoholowego roztworu fenoloftaleiny (1 ml) i 2 g NaCl. Po ochłodzeniu roztworu do ok.
40oC, dodaje się kroplami (2-4 kropli) bardzo rozcieńczony roztwór NaOH (2 pastylki na 100
ml wody destylowanej), do powstania pierwszych śladów słabego zabarwienia różowego).
Odczynnik stosuje się w postaci płynnego ciepłego roztworu, którym można np. malować
pędzlem fragmenty testowanych metalowych konstrukcji technicznych.
Sprzęt:
spinacze biurowe, blaszka miedziana lub drut miedziany, blaszka cynkowa lub drut cynkowy,
szalki Petriego.
Wykonanie ćwiczenia
1. W szalce Petriego położonej na zimnej powierzchni stołu umieścić badany materiał. Do szalki wlać
odczynnik korozyjny uprzednio ogrzany do stanu płynnego w takiej ilości, aby przykryć powierzchnię
próbki. Po zastygnięciu cieczy obserwować barwne efekty korozji.
2. W kolejnej szalce Petriego położonej na zimnej powierzchni stołu umieścić drut stalowy (opisany jako a)
owinięty blaszką Cu oraz drut stalowy (opisany jako b) i owinięty blaszką Zn. Do szalki wlać odczynnik
korozyjny uprzednio ogrzany do stanu płynnego w takiej ilości, aby przykryć powierzchnię drutów. Po
zastygnięciu cieczy obserwować barwne efekty korozji.
Sprawozdanie z wykonania ćwiczenia
Wyjaśnić przyczyny, z powodu których żel barwi się na czerwono i niebiesko – zielono. Dlaczego barwy
występują wokół różnych części metalu? Podać reakcje zachodzące w obszarze czerwonym i niebieskim.
Jaki wpływ wywierają naprężenia mechaniczne na postęp korozji?
1
Zagadnienia do przygotowania na zajęcia
1.
2.
3.
4.
Na czym polega korozja elektrochemiczna?
Jak powstają mikro- i makroogniwa korozyjne?
Na czym polega depolaryzacja wodorowa oraz tlenowa?
Jakie reakcje zachodzą w mikroogniwach korozyjnych Fe-Cu i Fe-Zn w roztworze H2SO4? Jakie
w roztworze NaCl?
5. Jaki jest mechanizm powstawania rdzy?
Literatura
1. Marek Blicharski, „Wstęp do inżynierii materiałowej”, WNT 2012
2. Praca zbiorowa pod red. K. Moskwy: Ćwiczenia laboratoryjne z chemii z elementami teorii i obliczeń dla
mechaników, Skrypt AGH nr 1478 str. 142 – 154, Kraków 2000.
3. Praca zbiorowa pod red. J. Banasia i W. Solarskiego: Chemia dla inżynierów, AGH OEN, Kraków, 2000,
rozdz. VII.
4. Czasopismo OCHRONA PRZED KOROZJĄ (ang. PROTECTION FROM CORROSION), Czasopismo
Stowarzyszenia Inżynierów i Techników Przemysłu Chemicznego, rok powstania: 1957, miesięcznik.
2