Тесты электрохимическая коррозия металлов

Полный список ВУЗов

• Уважаемый посетитель!
• Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
• Ссылка на скачивание — внизу страницы.

Коррозия металлов

Будьте внимательны! У Вас есть 10 минут на прохождение теста. Система оценивания — 5 балльная. Разбалловка теста — 3,4,5 баллов, в зависимости от сложности вопроса. Порядок заданий и вариантов ответов в тесте случайный. С допущенными ошибками и верными ответами можно будет ознакомиться после прохождения теста. Удачи!

Присоединение к защищаемому металлу другого, более активного металла, называется:

Варианты ответов

• металлопокрытие
• легирование
• протекторная защита
• контактная защита

Анодное покрытие для железа — это:

Варианты ответов

Установите правильную последовательность букв. Электрохимическая коррозия — это:
А) возникновение; Б) металла; В) тока; Г) разрушение; Д) электрического; Е) сопровождаемое

Вещества, замедляющие процесс коррозии называются:

Варианты ответов

• электроды
• краски
• ингибиторы
• протекторы

Укажите защитные неметаллические покрытия:

Варианты ответов

• краски
• меднение
• эмали
• лужение

Варианты ответов

• коррозия бензобака — это электрохимическая коррозия
• коррозия – это окислительно-восстановительный процесс
• металл алюминий не коррозирует, так как он покрыт оксидной плёнкой
• воронение металла — это покрытие металла другим металлом

Скорость коррозии возрастает при:

Варианты ответов

• добавлении ингибитора
• введении легирующих добавок
• контакте с менее активным металлом
• контакте с более активным металлом

Вычислите массу меди (г) выделившейся на железной пластинке, помещённой в раствор сульфата меди (II), если в реакцию вступило железо, массой 56 г.

Слово «коррозия» в переводе с латинского означает:

Варианты ответов

• ржаветь
• окислять
• разъедать
• разрушать

Легирование — это:

Варианты ответов

• специальное введение в сплав элементов, замедляющих процесс коррозии
• покрытие металла краской
• создание контакта с более активным металлом
• покрытие железного листа слоем олова

Сохранить этот тест в личном кабинете и раздать его своим ученикам

Чтобы добавить комментарий зарегистрируйтесь или войдите на сайт

Лицензия на осуществление образовательной деятельности №5251 от 25.08.2017 г.

Электрохимическая коррозия металлов (гальванокоррозия)

Как решать задачи по теме «Электрохимическая коррозия металлов»?
Для начала давайте разберемся, что такое электрохимическая коррозия.

Электрохимическая коррозия (гальванокоррозия) — процесс взаимодействия металла с коррозионной средой, сопровождающийся протеканием окислительно-восстановительных реакций (ОВР). Это самый распространенный вид коррозии.

ОВР — реакции, сопровождающиеся изменением степени окисления. Здесь существуют 2 процесса:
1.    Окисление — процесс увеличения степени окисления.
2.    Восстановление — процесс уменьшения степени окисления. Таким образом, окислитель присоединяет электроны, а восстановитель отдает электроны.

Например:

Условием протекания электрохимической коррозии является:
1.    наличие раствора электролита
2.    наличие двух сопряженных процессов — катодного и анодного.

Анодом (А) называется участок поверхности металла, с которого ионы переходят в раствор электролита. Анод заряжен отрицательно (-) и на нем протекает окислительный процесс разрушения металла.

Катод (К) — участок поверхности металла, где разряжаются катионы электролита. Катод заряжен положительно (+) и на нем протекает восстановительный процесс.
Таким образом, поверхность металлического изделия представляет собой совокупность катодных и анодных микроучастков, которые в среде электролита образуют короткозамкнутые гальванические элементы. Во время работы гальванические элементы могут частично поляризоваться. В результате перехода электронов с анода на катод потенциал катода становится более отрицательным, а потенциал анода более положительным. В этом случае происходит явление выравнивания потенциалов, что вызывает прекращение тока и коррозии. В электрохимии  ключевым понятием является активность металла.
Активность металла характеризуется величиной стандартного потенциала металла.

Чем меньше величина стандартного потенциала металла, тем больше способность атомов металла, погруженного в раствор, отдавать электроны, т.е. тем больше его химическая активность.

В зависимости от величины стандартного потенциала металлы объединены в электрохимический ряд напряжений. Окислительная способность металлов увеличивается в этом ряду слева направо, а восстановительная способность металлов увеличивается справа налево. Чем левее находится металл в ряду напряжений (чем отрицательней значение его потенциала), тем выше его химическая активность.

Анодом является более химически активный металл в паре, а катодом — пассивный.

Таким образом, по ряду напряжений легко определить какой металл является анодом, а какой катодом.
Например, оцинкованное железо.  Это железо с цинковым покрытием.
Посмотрим, какое положение занимают эти металлы в ряду напряжений.

Цинк в ряду напряжений находится левее, значение его потенциала более отрицательно, чем у железа. Таким образом, цинк — более активный металл и в нашем случае он будет являться анодом, а железо, соответственно, катодом.

Если взять другой пример — луженое железо, то это железо, покрытое оловом.
Рассмотрим положение в ряду напряжений железа и олова. В этом случае анодом будет железо, т.к. располагается в ряду напряжений левее, а значит, химически активнее. На катоде будет олово.

Наряду с процессом поляризации протекает и процесс деполяризации. Это процесс повышения потенциала катода.

Наиболее распространенные деполяризаторы:
•    растворенный в воде кислород
•    молекулы воды
•    катионы водорода

О том, какой деполяризатор будет определять протекание катодного процесса, можно судить по соотношению их концентраций. Нужно знать реакцию среды (кислая, щелочная, нейтральная) и на основании этого выбирать нужное уравнение для катода.

Электрохимическая коррозия. Случаи образования коррозионных гальванопар. Электродные процессы в различных средах » СтудИзба

Тысячелетия развития цивилизации были бы невозможны без металла, из которого изготавливались как наконечники стрел и копий доисторического периода, так и сложнейшие машины современности.

Целые эпохи носят «металлические» названия: бронзовый, медный, железный. Металлургические комбинаты работают круглосуточно для обеспечения промышленности необходимым количеством металлических заготовок.

Машиностроительные предприятия изготавливают из них огромный ассортимент изделий от труб, рельсов и листов, до иголок и булавок.

Коррозия металлов, особенно ее основная разновидность — электрохимическая, всегда создавала трудности эксплуатации любых металлических изделий, безвременно разрушая их.

Простейшие орудия труда (нож, топор, плуг) быстро приходили в негодность во влажной среде.

Потребовались многочисленные и длительные исследования химических процессов разрушения, прежде чем были найдены технические решения, приостанавливающие коррозию металлов.

Описание процесса

Электрохимическая коррозия — это процесс, который протекает при обязательном присутствии:

• электролита;
• металлов с низким и высоким окислительно-восстановительными потенциалами (электродные потенциалы).

Электролит образуют вода, конденсат, любые природные осадки. Наличие двух видов металла практически не бывает всегда, и обусловлено двумя факторами:

1. Неоднородностью изделия, то есть наличием инородных включений.
2. Непосредственным касанием изделий из различных металлов.

В электролите неоднородные металлы образуют короткозамкнутый гальванический элемент, называемый коррозионным. Такое сочетание приводит к растворению металла с более низким электродным потенциалом, что и называют электрохимической коррозией. Скорость этого процесса сильно зависит от наличия солей в растворе и его температуры.

Тест «Коррозия металлов»

• Тесты: « КОРРОЗИЯ МЕТАЛЛОВ»
• ВАРИАНТ 1.
• 1.Наиболее активно корродирует:
• 1) химически чистое железо; 2) железо в отсутствии влаги;
• 3) техническое железо во влажном воздухе; 4) техническое железо
• в растворе электролита.
• 2. В случае электрохимической коррозии находящихся в контакте металлов:
• 1) на катоде идёт окисление; 2) на аноде идёт восстановление; 3) более
• активный металл является анодом; 4) более активный металл является
• катодом.
• 3. В случае электрохимической коррозии находящихся в контакте металлов железа и меди в кислой среде:
• 1) на аноде идёт растворение железа; 2) на аноде идёт растворение
• меди; 3) на аноде идёт восстановление кислорода до гидроксид-ионов;
• 4) на аноде идёт восстановление катионов водорода до молекулярного
• водорода.
• 4. Для получения металлических покрытий железа используются металлы, которые по сравнению с железом :
• 1) более активны; 2) и более активные, и менее активные; 3) менее
• активные; 4) металлы не используются;
• 5) При подготовке воды, поступающей в котельные установки, её подвергают деаэрации для удаления из неё:
• 1)азота; 2) водорода; 3) кислорода; 4) аргона.
• ВАРИАНТ 2
• 1. Наиболее активно корродирует:
• 1)техническое железо; 2) химически чистое железо; 3) железо,
• покрытое слоем олова; 4) сплав железа с хромом и никелем.

2. . В случае электрохимической коррозии находящихся в контакте металлов

1. 1) на аноде идёт восстановление; 2) на катоде идёт окисление; 3) менее
2. активный металл является анодом; 4) менее активный металл является
3. катодом.
4. 3. В случае электрохимической коррозии находящихся в контакте металлов железа и меди в кислой среде:
5. 1) на катоде идёт растворение железа; 2) на катоде идёт восстановление катионов водорода до молекулярного водорода; 3) на катоде идёт восстановление кислорода до гидроксид-ионов; 4) на катоде идёт растворение меди.

  Способы быстрой очистки бронзовых изделий от налета

• 4. При лужении железа оно покрывается тонким слоем :
• 1) меди; 2) цинка; 3) олова; 4) никеля.
• 5. Ингибитором при хранении соляной кислоты служат производные:
• 1) анилина; 2) бутиламина; 3) аланина; 4) ванилина.
• ВАРИАНТ 3
• 1.Электрохимическую коррозию металлов вызывает:
• 1) контакт металла с кислородом; 2) контакт металла с оксидом серы;
• 3) контакт с другими металлами; 4) контакт металла с водой.
• 2. В случае электрохимической коррозии находящихся в контакте металлов:
• 1) на аноде идёт восстановление; 2) на катоде идёт восстановление;
• 3) более активный металл является катодом; 4) менее активный металл
• является анодом.
• 3. В случае электрохимической коррозии находящихся в контакте металлов железа и меди в щелочной или нейтральной среде:
• 1) на катоде идёт восстановление катионов водорода до молекулярного
• водорода; 2) на катоде идёт растворение железа; 3) на катоде идёт
• растворение меди; 4) на катоде идёт восстановление кислорода до
• гидроксид-ионов.
• 4. Для протекторной защиты стальных изделий используют протекторы:
• 1)Mg и Zn; 2) Al и Cu; 3) Ca и Sn; 4) Co Cr.
• 5. К электрохимическим методам защиты металлов от коррозии относятся:
• 1) никелирование; 2) шлифование; 3) воронение; 4)катодная защита.
• ВАРИАНТ 4
• 1.Химическую коррозию вызывают:
• 1) кислород; 2) все перечисленные вещества; 3) хлор; 4) оксиды серы.
• 2. В случае электрохимической коррозии находящихся в контакте металлов:

  Защита от ржавчины на металле в домашних условиях

1. 1) на аноде идёт окисление; 2) на катоде идёт окисление; 3) более актив-
2. ный металл является катодом; 4) менее активный металл является анодом.
3. 3. В случае электрохимической коррозии находящихся в контакте металлов железа и меди в щелочной или нейтральной среде
4. 1) на аноде идёт восстановление кислорода до гидроксид-ионов;
5. 2) на аноде идёт растворение меди; 3) на аноде идёт растворение
6. железа; 4) на аноде идёт восстановление катионов водорода до молеку-
7. лярного водорода.
8. 4. В качестве лигирующих добавок при получении нержавеющей сталей используют:
9. 1) Zn и Mn; 2) Ag и Au ; 3) Ni и Cu; 4) Cr и Ni
10. 5. Ингибитором при перевозке серной кислоты в железных цистернах служит
11. 1) азотная кислота; 2) уксусная кислота; 3) сернистая кислота;
12. 4) соляная кислота.
13. ОТВЕТЫ НА ТЕСТЫ КОРРОЗИЯ МЕТАЛЛОВ»

ОТВЕТЫ НА ТЕСТЫ КОРРОЗИЯ МЕТАЛЛОВ»

Основные объекты коррозии

Неоднородные металлические участки хаотично расположены на поверхности изделия и зависят от технологии и качества их изготовления, поэтому коррозионные разрушения чаще носят локальный характер. Кроме этого, локальность корродирования зависит от неоднородности:

• защитных оксидных пленок;
• электролита;
• влияния внешних факторов (нагрева, облучения);
• внутренних напряжений, вызывающих неравномерную деформацию.

Сварные и заклепочные соединения являются яркими представителями контакта инородных металлов, подвергающихся активной электрохимической коррозии. Сварка и заклепка — самые распространенные технологии в конструкции неразъемных соединений во всех ведущих отраслях промышленности и крупных трубопроводных системах:

• машиностроение;
• судостроение;
• нефтепроводы;
• газопроводы;
• водопроводы.

Наиболее значительные разрушения сварных швов и заклепочных соединений возникают в морской воде, присутствие соли в которой, значительно ускоряет процесс коррозии.

Катастрофическая ситуация сложилась в 1967 году с рудовозом «Анатина», когда морская вода от высоких штормовых волн попала в трюмы корабля.

Медные конструкции во внутренней отделке трюмов и стальной корпус способствовали созданию коррозионного элемента в электролите из морской воды.

Скоротечная электрохимическая коррозия вызвала размягчение корпуса судна и создание аварийной ситуации, вплоть до эвакуации команды.

Положительный эффект от электрохимической коррозии встречается очень редко. Например, при монтаже новых труб в системах горячего отопления жилых домов. Резьбовые соединения муфт начинают течь при первичном пуске до тех пор, пока продукты коррозии, состоящие из гидратированного железа, не заполнят микропоры в резьбе.

Вне зависимости от вида коррозии, химической или электрохимической, ее последствия одинаковые — разрушение изделий огромной стоимости. Причем помимо прямых потерь от пришедших в негодность материалов, существуют косвенные потери, связанные с утечками продуктов, простоями при замене негодных материалов и деталей, нарушении регламентов технологических процессов.

Отличия химической коррозии от электрохимической

Под процессом электрохимической коррозии понимают окислительно-восстановительную реакцию коррозионной среды за счет электронов металла, которые отнимаются у него под воздействием электрического потенциала, возникающего в электролите, коим является эта окислительная среда. Ионизация сопровождается разрушением той части, которая непосредственно контактирует со средой, а ржавчина, видимая невооруженным глазом, не что иное, как восстановленная коррозионная среда.

Если говорить о том, чем отличается коррозия химического плана от электрохимической, то здесь есть несколько принципиальных моментов:

1. Сущностью электрохимической коррозии является процесс, протекающий в электролите, и это главное.
2. В электрохимической обязательно присутствует электрический ток, чего нет при химическом окислении.
3. Электрохимическая коррозия характеризуется не одномоментным переходом частиц от металла к окислительному компоненту, а определяется величиной потенциала. То есть, чем потенциал выше, тем больше скорость движения частиц и быстрее восстановительный процесс коррозионной среды. При химическом же процессе разрушение вещества сопровождается одновременным восстановлением коррозионной среды.

Выделяют следующие виды электрохимической коррозии:

1. Межкристаллитная. Электрохимическое явление, когда у алюминия, никеля, иных элементов наблюдается разрушение зерна по его границе, и происходит это избирательно. В результате конструкция теряет свою прочность, ухудшаются свойства пластичности. Опасность в том, что этот электрохимический процесс визуально может быть незаметен.
2. Питтинговая. Проявляется как поражение точечных участков на таких элементах, как медь, ее сплавы и другие. Размер отдельных участков, где проявляется коррозия, обычно не превышает 1.5 миллиметров. Электрохимический питтинг бывает поверхностного типа, а также открытый и закрытый.
3. Щелевая. Опасный вид электрохимической коррозии, сопровождающийся быстрым усиленным разрушением областей, где есть микротрещины, зазоры либо щели. Коррозия может протекать при любом состоянии окружающей среды.

Современные методы борьбы

Многочисленные исследования и развитие технического прогресса привели к созданию целой системы методов и средств в борьбе с коррозией. Можно отметить три основных направления в защите от коррозии:

1. Конструктивные решения.
2. Активные методы.
3. Пассивные методы.

Конструктивные решения состоят в выборе материалов, которые минимально поддаются коррозии по своим физическим свойствам:

• нержавеющие стали;
• легированные стали;
• цветные металлы.

Активные методы борьбы подсказала сама электрохимическая коррозия. Постоянное напряжение прикладывают к защищаемой металлической конструкции так, чтобы повысить его электродный потенциал и замедлить процесс электрохимического растворения. Второй вариант активной защиты — жертвенный анод, который имеет низкий электродный потенциал, вследствие чего разрушается вместо защищаемого объекта.

Пассивные методы состоят в нанесении защитных покрытий. Технический прогресс в этой области начал развиваться с нанесения простейших лакокрасочных покрытий, предотвращающих попадания кислорода, влаги и конденсата на поверхность металлов. Затем появились гальванические покрытия на основе:

• цинка — цинкование;
• хрома — хромирование;
• никеля — никелирование.

Оцинкованное железо, никелированные и хромированные столовые приборы, консервные банки с продуктами служат многие годы, не поддаваясь электрохимической коррозии, сохраняя красивый внешний вид, предохраняя порчу продуктов.

Технический прогресс в развитии методов борьбы с коррозией

Так как коррозионные потери металла составляют астрономическую сумму, технический прогресс продолжает предлагать новые методы борьбы с ней, по мере развития научных исследований и совершенствования аппаратного обеспечения. К ним относятся:

• газотермическое напыление, образующее сверхтонкие защитные покрытия;
• термодиффузионные покрытия, создающие прочную поверхностную защиту;
• кадмирование, обеспечивающее защиту стали в морской воде.

Рост промышленного производства происходит с постоянным увеличением выпуска металлических изделий. Электрохимическая коррозия, вне зависимости от исторической эпохи, представляет постоянную угрозу огромному объему конструкций и ответственных сооружений. Поэтому создание новых методов и средств борьбы — одна из задач исследований технического прогресса.