«Корозії металів» Відкритий урок. Хімія 11 клас

«Корозії металів» Відкритий урок. Хімія 11 клас

Цілі уроку: Розширити уявлення учнів про корозію металів, її види та способи захисту від неї. Підвести учнів до усвідомлення практичної значущості знань про корозію, способи захисту за допомогою ознайомлення з областями застосування цих знань. Створити умови у розвиток умінь аналізувати результати демонстраційного експерименту, практичних умінь у роботі з реактивами.

Обладнання: зразки виробів, що піддаються корозії, 5 склянок із залізним цвяхом, 1склянка – водопровідна вода, 2 склянка – вода з кухонною сіллю, 3 склянка – вода з кухонною сіллю та мідний дріт, 4 склянка – вода з кухонною сіллю, алюмінієвий дріт, склянка – вода з кухонною сіллю, гідроксид натрію, оцинкована пластинка, червона кров’яна сіль, жерсть, шматочок консервної банки, таблиці “Види корозії”, “Методи захисту від корозії”, електронна презентація.

Хід уроку

1. Мотиваційно-орієнтований етап.

Сьогодні ми маємо провести незвичайний урок-дослідження. Для цього нам доведеться перегортати сторінки дивовижної книги “Світ хімії” Класна дошка на якийсь час стане дослідницьким щоденником, на ній ми будемо записувати все найважливіше і потрібне, що вдається з’ясувати за час роботи. А ваші зошити стануть особистими щоденниками, не забувайте вести записи. Що є об’єктом нашого дослідження. Це підступний і давній, небезпечний ворог більшості застосовуваних у техніці та побуті металів.Вдень і вночі він веде наступ на позиції своїх ворогів. Підступність цього одвічного ворога в тому, що він невидимий, завжди залишається цілим і неушкодженим. А метали та сплави зазнають величезних втрат.

Внаслідок корозії зменшується міцність, блиск, знижується електропровідність, зростає тертя між деталями.

Це слайд з екскурсії судноремонтним заводом. Подивіться, на що перетворюються металеві конструкції.

Щоб шукати методи захисту від корозії, слід досліджувати це явище.

ІІ. Операційно-виконавчий етап.

1. Історична сторінка. (Повідомлення учня)

Геродот, Пліній старший – методи захисту від корозії

Г.Деві, М. Фарадей – 19 століття вивчали електрофізичну корозію

О.М.Фрумкін – 20 століття – амальгами металів

Я.В.Дурдін 1935 р. – теорія електрохімічної корозії

2. Інформаційна сторінка (повідомлення учня, розповідь за таблицею).

Ознайомлення з видами корозії. Корозія багатолика.

З’ясування умов перебігу корозії.

Хімічна корозія

1. Нетокопровідне середовище.
2. Високі температури.

Приклади:

двигуни,

арматура,

газові турбіни

Розгляд механізму корозії – мимовільний ОВП.

ІІІ. Експериментальна сторінка.

Група учнів протягом місяця закладають досліди, ведуть їх спостереження, фіксують їх.

Ціль: Дослідити вплив середовищ, контактів металів на швидкість корозії.

Практична частина.

При використанні металевих матеріалів дуже важливим є питання про швидкість їх корозії. Для того, щоб переконатися, ми вирішили провести досвід у різних середовищах і з різними металами. Для проведення досвіду ми приготували 5 склянок та 5 залізних цвяхів.

1-й склянку – заповнили звичайною водопровідною водою і опустили в нього цвях.

2-а склянка – заповнили водопровідною водою, додали кухонної солі та опустили в нього цвях.

3-ю склянку – заповнили водопровідною водою з кухонною сіллю, до цвяха прикріпили мідний дріт та опустили у склянку.

4-а склянка – заповнили водопровідною водою з кухонною сіллю, до цвяха прикріпили попередньо зачищений наждачним папером алюмінієвий дріт і опустили в склянку.

5й склянку – заповнили водопровідною водою з кухонною сіллю, додали в розчин гідроксид натрію та опустили в нього залізний цвях.

Фотографії початку та підсумків досліду.

1-а склянка – залізо слабко прокорродувало, у чистій воді корозія йде повільніше, оскільки вода слабкий електроліт. У разі ми спостерігаємо хімічну корозію.

2-а склянка – хімічна корозія. Але тут швидкість корозії набагато вища, ніж у першому випадку, отже, хлорид натрію збільшує швидкість корозії.

3-й стакан – залізний цвях у контакті з мідним дротом опущений у розчин хлориду натрію. Швидкість корозії дуже велика, утворилося багато іржі. Отже, хлорид натрію – це дуже корозійне середовище для заліза, особливо у разі контакту з менш активним металом – міддю.

А(+) на залозі на міді К(-)

4-а склянка – так само спостерігається корозія залізного цвяха, алюмінієвий дріт залишається без змін, хоча його перед початком досвіду була очищена від оксидної плівки наждачним папером, ймовірно, оксидна плівка утворилася знову.

5-а склянка – залізний цвях опущений у розчин хлориду натрію, до якого додали гідроксид натрію. Корозія заліза у разі відсутня.

Висновки

Ми переконалися на досліді, що корозію заліза можна зменшити за допомогою гідроксиду натрію.Він уповільнює процес корозії, а гідроксид аніони є інгібіторами, тобто сповільнювачами корозії. З моїх спостережень можна зробити висновок, що алюміній для протекторного захисту не можна використовувати, оскільки залізо все одно руйнується.

Демонстраційний експеримент вчителя.

У дві склянки з розчином соляної чи сірчаної кислот та червоної кров’яної солі кладуться пластинки.

У першу склянку біла жерсть (луджене залізо), у другу склянку оцинкована жерсть.

У першому склянці змінився колір, тобто. залізо руйнується. Ось чому луджений бак у місцях пошкодження швидко іржавіє, а оцинкований за цих умов не руйнується.

IV.Сторінка практична.

Проблема корозії виникла, щойно з’явився перший метал. Вочевидь, її будь-коли вдасться виршити повністю, та найбільше, на що  можна розраховувати нині – це уповільнити “Повернення металів до природи”.

Великий Ґете сказав: “Просто знати ще не все, знання потрібно вміти використовувати”.

Розповідь учнів про методи захисту від корозії.

Чи можна корозія залучити до служби людині. (Повідомлення учнів)

V.Оцінювально-рефлексивний етап

1. Що таке корозія?
2. За яких умов корозія протікає інтенсивно?
3. Що сталося зі знаменитою Кутубською колоною?  Залізна колона заввишки 8 метрів, діаметром 65 см, вагою 6.5 тонн. І, незважаючи на жаркий клімат Індії, на ній немає жодної іржавої цятки. Чим це можна пояснити?

Це пояснюється тим, що колона зроблена із чистого заліза. А чисте залізо не іржавіє.

4.Перегляд відеофрагменту про корозію Статуї Свободи в Америці. Поясніть побачене явище.

5. Прочитайте запропонований текст. Знайдіть та запишіть усі зазначені способи захисту металів від корозії.

Як захистити метал від корозії?

Проблема захисту металів від корозії – руйнування під впливом вологи та повітря – виникла дуже давно, майже відразу, як людина почала їх використовувати. Люди намагалися захистити метали від атмосферного впливу за допомогою жиру, олій чи покриттям іншими металами. У працях давньогрецького історика Геродота (V століття до н.е.) вже згадується застосування металу олова для захисту заліза від корозії.

Один з найпоширеніших способів захисту металів від корозії – нанесення на поверхню захисних плівок: лаку, фарби, емалі. У виробництві широко використовують хімічне нанесення металевих покриттів вироби.У повсякденному житті людина найчастіше зустрічається із покриттям заліза цинком або оловом. Листове залізо, оцинковане жерсть – використовується для виготовлення покрівлі. А із заліза, покритого оловом, білої жерсті – виготовляють консервні банки.

Модельна відповідь

Методи захисту металів.

• Змащування жиром.
• Змащування олією
• Покриття іншими металами (оловом, цинком).
• Нанесення захисних плівок – лак, фарба, емаль.

4 бали: вказані всі 4 способи,

3 бали: вказано 3 способи,

2 бали: вказані вірно 2 способи

1 бал: вказано хоча б один із наведених у модельній відповіді способів.

VI. Розв’язання задач.

1. Найголовніший метал нашої цивілізації – залізо. Однак величезна Маса заліза губиться через те, що він зазнає корозії. Визначте формулу кисневої сполуки заліза, яка утворюється при корозії, якщо вона містить 72,4% заліза та 27,6% кисню.
2. У присутності великої кількості води та кисню корозія заліза на повітрі призводить до утворення гідроксиду заліза (3). Розрахуйте масу заліза, котрий зазнав корозії, якщо в результаті цього процесу отримано 11,5 моль речовини. Визначте обсяг (при н.у.) кисню, який брав участь у реакції.
3. Скільки заліза, хрому, нікелю потрібно взяти для виплавки 480 кг нержавіючої сталі, призначеної для приготування столових вилок та ножів? Якщо нержавіюча сталь містить 12% хрому, 10% нікелю масою.

І так ми закінчили наше дослідження, сподіваюся, воно вам принесло багато цікавого та пізнавального.