Нанесення неметалевих покриттів

До неметалевих захисних покриттів відносять покриття лаками, фарбами, полімерами, а також пасивними плівками з малорозчинних сполук металів. Сьогодні все ширше застосовують захисні покриття з органічних полімерів. Ці плівки є або продуктами корозії, або утворюються при оксидуванні. Неметалеві покриття забезпечують лише механічний захист металів від корозії. Ці покриття мають добру водостійкість.

Електрохімічні методи захисту

До електрохімічних методів відносяться протекторний та катодний захист. Протектори – це більш активні метали, які приєднують до металевих конструкцій, виробів, вони мають більш негативне значення Е⁰. При протекторному способі захисту два метали утворюють штучний гальванічний елемент, у якому відбувається анодне розчинення протектора, що захищає основний метал від корозії. Наприклад, вироби із сталі (заліза) можна захистити протекторами з цинку або магнію. При катодному захисті металеві конструкції з’єднують з негативним полюсом постійного джерела струму. Це приводить до затримки розчинення металу і відновлення на ньому окисників з навколишнього середовища.

Іноді залізо покривають тонким шаром іншого металу. Деякі виробники виготовляють кузови автомобілів зі сталі із захисним цинковим покриттям. При такій обробці утворюється шар цинк оксиду, й коли покриття не ушкоджене, воно добре захищає від іржі. Навіть якщо таке покриття має вади, сталевий корпус машини все ж таки захищений від швидкого руйнування, оскільки в цій системі переважно кородує цинк, а не залізо, тому що Цинк є більш активним металом, ніж Ферум.

Хімічні методи захисту

Для захисту металів від корозії застосовують інгібітори корозії – неорганічні та органічні речовини, які зменшують швидкість корозії.

Найчастіше застосовують речовини, які виявляють поверхнево-активні властивості. Вони утворюють суцільні адсорбційні плівки на поверхні металу, захищаючи його від дії агресивних речовин.

На жаль, виробництво продуктових консервів і напоїв не обходиться без труднощів. Різні продукти створюють усередині банки середовище, яке по-різному діє на метал і може викликати корозію. На початку ХХ століття почали випускати банкове пиво. Успіх до нового продукту прийшов не відразу, й причина полягала в тому, що банки кородували зсередини. Тонкий шар олова, який вкривав банки, рідко виходив суцільним, він мав найдрібніші дефекти. У водному розчині Ферум окиснюється швидше за Станум (внаслідок вищої активності). Іони Ферум Fe²⁺ розчинялися в пиві, додавали напою присмак металу й зменшували його прозорість. Виробникам удалося подолати цю проблему після того, як вони почали покривати банку зсередини спеціальним органічним лаком.

У банках з консервованими фруктами присутні органічні кислоти, наприклад, лимонна кислота. У розчині ці кислоти сприяють зв’язуванню іонів Стануму Sn²⁺ і цим збільшують швидкість розчинення олов’яного покриття. Тому в консервованих фруктах (персиках та ін.) переважно кородує олово. Іони Стануму, які потрапляють у такий спосіб до їжі, нетоксичні. Вони не чинять помітного впливу на смакові якості консервованих фруктів. Проблеми виникають, коли така банка зберігається занадто довго. Такий шар олова, що окиснюється, зрештою руйнується і під впливом органічних кислот починає кородувати залізний шар.

Найкращим способом захисту заліза від корозії є добування високо очищеної речовини. Так, у ХХ столітті в Індії був знайдений стовп висотою 3м, виготовлений з найчистішого заліза. Цей залізний стовп простояв кілька тисячоліть і до цього часу анітрохи не прокородував і навіть не втратив свого металевого блиску. Досі залишається загадкою походження цього релікта, оскільки невідомо, чи існувала на той час технологія виготовлення заліза такої високої чистоти.

ХІД РОБОТИ

Три залізні пластинки однакової товщини очистіть від іржі, знежирте віденським вапном, промийте протягом 3-5 секунд в 1% розчині Н₂SO₄, водою, спиртом і висушіть фільтрувальним папером. Потім протягом 30 секунд витримайте у гарячому повітрі над плиткою, охолодіть і зважте.

____________________________________________________________________________________________________________________________________

Один із зразків на 30 секунд занурте у 0,05% розчин желатину. Після чого занурте у 10% розчин Н₂SO₄.

Другий зразок занурте у 10% розчин Н₂SO₄, що вміщує сечовину (0,05г на 100мл води), а третій зразок – контрольний – занурте у чистий 10% розчин Н₂SO₄.

Після витримки зразків протягом 1, 3, 5, 10 і 20 хвилин у розчині Н₂SO₄ вийміть їх, промийте, висушіть та зважте. Через 1 хвилину: ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Через 3 хвилини:

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Через 5 хвилин:

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Через 10 хвилин:

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Через 20 хвилин:

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Для кожного моменту часу обчисліть швидкість корозії за формулою:

W= (m_t – m₀)/S∙t,

де m₀ і m_t - маси до і після корозії;

S – площа зразка;

t – час витримки зразка у розчині кислоти.

За результатом розрахунків побудуйте графік залежності швидкості корозії від часу. Порівняйте швидкості корозії зразків та зробіть висновок про вплив на неї інгібіторів.

 

 

 

Висновок:____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Контрольні питання та практичні завдання

1. Дайте визначення корозії.

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2. Які види корозії Вам відомі?

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

3. При яких умовах розвивається процес корозії?

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

4. Поясніть суть процесу корозії металів.

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

5. Напишіть реакції, що відбуваються на катоді і аноді під час корозії.__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

6. Які існують методи захисту від корозії?

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

7. Що відбудеться з виробами, виготовленими з оцинкованого або лужного заліза, якщо на поверхні захисного шару з'явиться подряпина?

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

8. Чому не піддаються корозії сталеві вироби, вкриті шаром олова або цинку?

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

9. Завдання 1. Підготувати реферат на тему: «Сучасні методи захисту від корозії металів, що застосовуються в харчовій промисловості»

10. Завдання 2. В п’яти пронумерованих стаканах знаходиться:

Ø №1 – гвіздок у воді

Ø №2 – гвіздок у розчині солі NaCl

Ø №3 – у розчин солі NaCl занурений гвіздок, до якого прикручена мідна дротина

Ø №4 – у розчин солі NaCl занурений гвіздок, до якого прикручена дротина з цинку

Ø №5 – до розчину солі NaCl долили розчин NaОН і занурили в цю суміш гвіздок

Поясніть, що Ви будете спостерігати в кожному стакані. Де швидкість корозії буде найменшою, а де найбільшою?

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

11. Які Вам відомі способи запобігання корозії металів?

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

12. Поясніть суть процесу: а) хімічної; б) електрохімічної корозії.

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

13. Завдання. Зачищені до блиску пластинки і на половину вкриті тонкою плівкою воску занурити:

Ø Одна пластинка в посудину з дистильованою водою;

Ø Три пластинки поміщаються в посудину з розчином NaCl, причому одна з них обмотується невеликим відрізком мідного дроту, а до іншої прикріплюється цинкова пластинка;

Ø Три пластинки занурюються в розчин NaCl з додаванням лугу. Підготовка пластинок така сама, як і в другому досліді (b).

Поясніть результати досліджень та зробіть висновки.

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

 

 

Розділ 2: Колоїдна хімія

Тема 2.3.: «Поверхневі явища і адсорбція »

Лабораторна робота № 4

Дата проведення роботи______________________

«ЗМІНА ВОЛОГОСТІ В ПРОЦЕСІ

КОНТАКТНОГО СУШІННЯ ЗЕРНА»

Мета роботи: 1. Оволодіння уміннями проведення експериментальних досліджень.

2. Експериментальним шляхом навчитися досліджувати зміну вологості в процесі контактного сушіння зерна.

3. Ознайомлення з методиками дослідження вологості зерна в процесі контактного його сушіння.

 

Обладнання

Прилади:

Посуд:

Реактиви:

ТЕОРЕТИЧНЕ ПІДГРУНТЯ

ХІД РОБОТИ

Висновок:

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ озрахувати концентрацію оцтової кислоти після адсорбції РР

Контрольні питання та практичні завдання

¨ Дайте характеристику таким термінам як адсорбція, десорбція, сорбент, адсорбтив ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

¨ Поясніть особливості адсорбції молекул ПАР на твердій поверхні

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

¨ Наведіть основні положення теорії мономолекулярної теорії Ленгмюра

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

¨ Які поверхні твердих тіл називають гідрофільними, а які гідрофобними?

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

¨ Завдання 1. Розрахуйте питому поверхню адсорбенту S_пит, вважаючи, що площа, яку займає одна молекула, S_м, для багатьох одноосновних жирних кислот становить 0,2 нм².

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

¨ Завдання 2. Проаналізуйте рівняння ізотерми адсорбції, покажіть на графіку ізотерми різні випадки адсорбції, напишіть, якому стану відповідає Г_∞

_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Розділ 2: Колоїдна хімія

Тема 2.3.: «Поверхневі явища і адсорбція »

Лабораторна робота № 5

Дата проведення роботи______________________

«Вивчення адсорбційних властивостей

Глинистих мінералів»

Мета роботи: 1. Оволодіння уміннями проведення експериментальних досліджень.

2. Експериментальним шляхом навчитися визначати адсорбційні властивості глинистих мінералів.

3. Ознайомлення з методиками дослідження глинистих мінералів та їх застосування в процесі збереження зерна.

 

Обладнання

Прилади:

Посуд:

Реактиви: Глинисті мінерали – сапоніт, бентоніт