BÀI 22. SỰ ĂN MÒN KIM LOẠI

MỞ ĐẦU

Vỏ tàu biển bằng thép để lâu trong tự nhiên thường bị ăn mòn. Để bảo vệ vỏ tàu khỏi bị ăn mòn, người ta thường phủ sơn lên vỏ tàu; phần vỏ tàu chìm trong nước biển thường được gắn thêm các tấm kẽm. Vậy, ăn mòn kim loại là gì? Để bảo vệ kim loại khỏi sự ăn mòn có thể dùng những cách nào?

Giải nhanh:

- Là hiện tượng phá huỷ kim loại hoặc hợp kim dưới tác dụng của các chất trong môi trường, trong đó kim loại bị oxi hoá.

- Dùng phương pháp điện hoá hoặc dùng phương pháp phủ bề mặt.

I. ĂN MÒN KIM LOẠI

Hoạt động thí nghiệm: Thí nghiệm: Sự ăn mòn điện hóa sắt

Chuẩn bị:

Hóa chất: đinh sắt mới, nước.

Dụng cụ: ống nghiệm (hoặc cốc thủy tinh), giá ống nghiệm. 

Tiến hành:

- Cho đinh sắt vào ống nghiệm. Thêm tiếp khoảng 3 mL nước.

- Để ống nghiệm trong không khí khoảng 3 ngày.

Thực hiện yêu cầu sau:

Hãy nêu hiện tượng quan sát được ở ống nghiệm và giải thích.

Giải nhanh:

- Hiện tượng: lớp ngoài của đinh sắt biến thành gỉ sắt màu nâu, giòn và xốp.

- Giải thích: nước cung cấp khí O₂ và ion H⁺ và không khí cũng cung cấp khí O₂. O₂ và H⁺ oxi hoá sắt, tạo gỉ sắt.

Câu hỏi 1: Một số hiện tượng ăn mòn thép trong đời sống:

a) Thép bị gỉ trong không khí khô.

b) Thép bị gỉ trong không khí ẩm.

c) Thép bị gỉ khi tiếp xúc với nước biển.

Hãy cho viết các hiện tượng ăn mòn thép trên thuộc thuộc loại ăn mòn hóa học hay ăn mòn điện hóa. Giải thích.

Giải nhanh:

a) Không khí khô không có môi trường chất điện li nên là bị ăn mòn hoá học.

b) Không khí ẩm có hơi nước và CO_2­ là môi trường chất điện li nên thép bị ăn mòn điện hoá.

c) Nước biển là môi trường chất điện li nên thép bị ăn mòn điện hoá.

II. CHỐNG ĂN MÒN KIM LOẠI

Hoạt động thí nghiệm: Bảo vệ sắt bằng phương pháp điện hóa

Chuẩn bị:

Hóa chất: hai đinh sắt mới, dây kẽm, nước máy hoặc nước tự nhiên.

Dụng cụ: hai ống nghiệm đánh số (1) và (2).

Tiến hành:

- Cho đinh sắt thứ nhất vào ống nghiệm (1).

- Quấn dây kẽm quanh đinh sắt thứ hai, sau đó cho vào ống nghiệm (2).

- Thêm nước máy vào mỗi ống nghiệm đến ngập đinh sắt.

- Để các ống nghiệm trong không khí khoảng 3 ngày.

Quan sát hiện tượng xảy ra và thực hiện yêu cầu sau:

Đinh sắt có gắn kẽm bị ăn mòn nhanh hơn hay chậm hơn đinh sắt không gắn kẽm? Giải thích.

Giải nhanh:

Đinh sắt có gắn kẽm bị ăn mòn chậm hơn vì đinh sắt gắn kẽm có kẽm hoạt động mạnh hơn sắt, đóng vai trò là anode bị ăn mòn (Zn → Zn²⁺ + 2e). Sắt là cathode không bị ăn mòn.

Câu hỏi 2: Các thiết bị bằng thép (đường ống, bể chứa, giàn khoan dầu, tảu thủy,…) trong môi trường biển hoặc dưới lòng đất ẩm ướt thường được bảo vệ bằng phương pháp điện hóa. Kim loại được sử dụng để bảo vệ thép thường là kẽm (Hình 22.4). Hãy cho biết kim loại nào bị ăn mòn. Giải thích.

Giải nhanh:

Là kẽm vì trong dãy hoạt động hoá học, kẽm hoạt động mạnh hơn sắt, hay kẽm có tính khử mạnh hơn nên bị ưu tiên ăn mòn trước.

Câu hỏi 3: Hãy tìm hiểu và cho biết cách bảo vệ các đồ vật làm từ gang, thép bằng phương pháp phủ bề mặt.

Giải nhanh:

Sơn dầu, mỡ; mạ kẽm; phủ lớp kim loại khác lên bề mặt gang, thép,…