BÀI 16: HỢP KIM – SỰ ĂN MÒN KIM LOẠI

MỞ ĐẦU

Để hoàn thiện vỏ tàu bằng thép, người ta phủ lên vỏ tàu một lớp sơn, (Hình 16.1a). Sau đó, một số khối kim loại kẽm (zinc) được hàn đính vào phần phía dưới của vỏ tàu (Hình 16.1b). Cuối cùng, người ta phủ và trang trí vỏ tàu bằng lớp sơn thích hợp (Hình 16.1c).

Giải thích ý nghĩa của mỗi việc làm trên.

Đáp án chuẩn:

a) Hạn chế bị rỉ sét và bảo vệ kết cấu tàu.

b) Giúp cho vỏ tàu biển được bảo vệ.

c) Tránh tiếp xúc trực tiếp với nước biển, ăn mòn vỏ xảy ra chậm, tính thẩm mỹ cho con tàu.

I/ HỢP KIM

Câu hỏi 1: Khi để trong không khí, bề mặt của lá nhôm bị oxi hóa tạo lớp phủ oxide. Trong trường hợp này lá nhôm có trở thành hợp kim không? Giải thích.

Đáp án chuẩn:

Có, do nhôm phản ứng với oxygen để tạo thành hợp kim.

Luyện tập 1: Lưỡi cưa là bộ phận chính của các dụng cụ cưa, xẻ. Có thể dùng nhôm làm lưỡi cưa không? Giải thích.

Đáp án chuẩn: 

Không được làm bằng nhôm do tính dẻo cao, dễ bị uốn nắn và bị cắt. 

Câu hỏi 2: Cần lựa chọn hợp kim có tính chất đặc trưng nào để làm các tấm khiên trang bị cho lực lượng cảnh sát?

Đáp án chuẩn:

Nhẹ, bền và cứng. 

Câu hỏi 3: Kể tên các đồ dùng, thiết bị được làm bằng thép mà em biết.

Đáp án chuẩn:

Đường ray tàu hỏa, khung vỏ của các loại tàu và xe, container, giàn giáo, móng nhà...

Vận dụng 1: Tìm hiểu về “thép 304” để giải thích vì sao nó rất phổ biến trong đời sống.

Đáp án chuẩn:

- Thép không gỉ

- Chịu nhiệt tốt.

- Chống chịu ăn mòn cao.

- Gia công tạo hình tốt.

- Sạch sẽ, dễ vệ sinh.

- Tái chế 100%.

Câu hỏi 4: Kể tên các đồ dùng, thiết bị được làm từ các hợp kim của nhôm mà em biết.

Đáp án chuẩn:

mâm, xoong, ấm, tay nắm cửa...

II. ĂN MÒN KIM LOẠI

Vận dụng 2: Vị trí khớp nối của ống thép dễ bị ăn mòn hơn so với phần còn lại. Tìm hiểu để giải thích nguyên nhân của hiện tượng trên.

Đáp án chuẩn:

Khớp nối của ống thép là hợp kim của sắt, có khả năng bị ăn mòn điện hóa.

Câu hỏi 5: Để lợp mái nhà, các tấm tôn (là tấm thép mỏng thường được mạ kẽm) được gắn vào nhau nhờ các đinh vít bằng thép. Vị trí nào trên mái tôn dễ xảy ra hiện tượng ăn mòn điện hóa?

Đáp án chuẩn:

Vị trí của các đinh vít, do hình thành nên cặp điện cực Zn – Fe, ăn mòn điện hóa xảy ra. 

Luyện tập 2: Nêu các cách hạn chế sự ăn mòn đối với mái tôn.

Đáp án chuẩn:

Dùng sơn dầu quét lên bề mặt mái tôn.

Câu hỏi 6: Gọi tên các biện pháp bảo vệ bề mặt kim loại được thể hiện trong Hình 16.6.

Đáp án chuẩn:

1. Phủ một lớp dầu, mỡ.
2. Mạ kim loại.
3. Phun sơn.

Thí nghiệm ăn mòn kim loại và bảo vệ kim loại

Cho một đinh sắt và một đinh sắt đã được quấn dây kẽm vào cùng một cốc thủy tinh chứa nước. Cốc này được đặt lên một tờ giấy màu trắng. 

Để yên khoảng 4 giờ. 

Yêu cầu: Quan sát hiện tượng và giải thích.

Đáp án chuẩn:

Cốc 1, đinh sắt bị ăn mòn nhưng chậm và ít, do xảy ra hiện tượng ăn mòn hóa học.

Cốc 2, dây kẽm bị ăn mòn phần lớn, đinh sắt bị ăn mòn từ từ. Do xảy ra hiện tượng ăn mòn điện hóa.

Vận dụng 3: Tìm hiểu về một số cách chống ăn mòn kim loại đối với cánh cửa làm bằng thép và giải thích.

Đáp án chuẩn:

- Sơn lên bề mặt cửa và bôi dầu mỡ lên ổ khóa.

- Mạ một lớp như chrome, nickel.

BÀI TẬP

Bài 1: Chỉ ra những điểm giống nhau giữa ăn mòn hóa học và ăn mòn điện hóa.

Đáp án chuẩn:

Quá trình oxi hóa khử phá hủy kim loại thành hợp chất.

Bài 2: Tấm tôn lợp nhà thường được làm từ vật liệu thép tráng kẽm hoặc thép tráng hỗn hợp nhôm và kẽm. Cho biết mục đích của việc làm trên.

Đáp án chuẩn:

Tránh bị ăn mòn

Bài 3: Đồ trang sức bằng bạc có thể bị chuyển sang màu đen do có phản ứng giữa bạc với O₂ và H₂S trong không khí để tạo thành Ag₂S và hơi nước. Hãy chỉ ra chất khử và chất oxi hóa trong phản ứng trên.

Đáp án chuẩn:

Chất khử: Ag; Chất oxi hóa: H₂O.

Bài 4: Xét thí nghiệm sau:

1. Cho mẩu kẽm vào ống nghiệm chứa dung dịch sulfuric acid loãng.
2. Tiếp tục cho vài giọt dung dịch copper(II) sulfate vào ống nghiệm ở ý a) thì các bọt khí được tạo thành nhanh hơn.

Hãy cho biết trong mỗi giai đoạn trên xảy ra dạng ăn mòn nào. Giải thích.

Đáp án chuẩn:

1. Ăn mòn hóa học. Do quá trình oxi hóa – khử xảy ra trong môi trường bình thường.
2. Ăn mòn điện hóa.  Do hình thành pin điện hóa được tạo thành.

Bài 5*: Hãy tìm hiểu và nêu một số cách chống ăn mòn kim loại đối với cửa làm bằng kim loại.

Đáp án chuẩn:

- Phủ một lớp chống ăn mòn kim loại như sơn, dầu, mỡ...

- Mạ cửa bằng kẽm.

- Sử dụng vật liệu kháng ăn mòn như: thép không gỉ, hợp kim của nhôm và kẽm...

- Vệ sinh cửa kim loại sạch sẽ.