Bài giảng Tuần 14 - Bài 23 : Sự ăn mòn kim loại

Tuần 14,Tiết 40
NS
ND
 BÀI 23 : SỰ ĂN MÒN KIM LOẠI
A. MỤC TIÊU:
 	1.Kiến thức:
	Hs biết:
	Khái niệm ăn mòn kim loại , ăn mòn hóa học , ăn mòn điện hóa và điều kiện xảy ra sự ăn mòn kim loại .
	Cách bảo vệ các đồ dùng bằng kim loại và máy móc khỏi bị ăn mòn.
	Hs hiểu: bản chất của sự ăn mòn kim loại là quá trình oxi hóa – khử trong đó kim loại bị oxi hóa thành ion dương.
	2.Kĩ năng:
	Vận dụng được những hiểu biết về pin điện hóa để giải thích hiện tượng ăn mòn điện hóa học.
	Sử dụng và bảo quản hợp lí một số đồ dùng bằng kim loại và hợp kim dựa vào những đặc tính của chúng.
	3.Thái độ:
	Có ý thức bảo vệ kim loại , chống lại ăn mòn kim loại do hiểu rỏ nguyên nhân và tác hại của hiện tượng ăn mòn kim loại.
B.CHUẨN BỊ:
	Thí nghiệm về sự ăn mòn điện hóa.
	Dụng cụ: cốc thủy tinh, dây dẫn có mắc nối tiếp 1 điện kế.
	Hóa chất : dd H2SO4  loãng, 2 lá kim loại Zn, Cu.
	Bảng phụ vẽ hình cơ chế của sự ăn mòn điện hóa học đối với Fe.
Phương pháp: Biểu diễn TN, đàm thoại , gợi mở.
C. TIẾN TRÌNH BÀI GIẢNG:
	Kiểm tra bài củ: 
Điện phân 1 dd chứa anion NO3- và các cation kim loại có cùng nồng độ mol:Cu2+ , Ag+, Pb2+. Hãy cho biết trình tự xảy ra sự khử của những ion kim loại này trên bề mặt catot giải thích.
Trình baøy sô ñoà ñieän phaân vaø phöông trình ñieän phaân dd CuSO4 trong 2 tröôøng hôïp anot trô vaø anot tan
 Baøi môùi
HOẠT ĐỘNG GV
 HOẠT ĐỘNG TRÒ
NỘI DUNG
HĐ 1:vì sao kl hay hợp kim dễ bị ăn mòn?
 Bản chất của ăn mòn kl là gì?
HĐ 2: Các dạng ăn mòn kl:
 GV yêu cầu hs nghiên cứu SGK cho ví dụ về ăn mòn hóa học.
 Nêu đặc điểm của ăn mòn hóa học?
Từ ví dụ trên hãy nêu khái niệm về ăn mòn hóa học?
HĐ 3: Ăn mòn điện hóa học gv lam thí nghiệm về ăn mòn điện hóa học.
 Yc học sinh quan sát hiện tượng và nhận xét?
Hãy giải thích vì sao có hiện tượng trên?
Từ TN trên hãy nêu khái niệm về ăn mòn điện hóa học?
HĐ 4: Từ thí nghiệm trên hãy cho biết điều kiện cần và đủ để xảy ra sự ăn mòn điện hóa học?
GV cần thông báo : vị trí của cặp kim loại tiếp xúc càng đứng xa nhau thì tốc độ ăn mòn càng lớn, nhiệt độ càng cao thì tốc độ ăn mòn càng lớn.
HĐ 5:
 Ăn mòn điện hóa học của hợp kim sắt.
Gv dùng tranh vẽ H 5.14 ăn mòn điện hóa học hợp kim của sắt.
Nêu hiện tượng xảy ra ở các điện cực?
HĐ 6: Chống ăn mòn kim loại .
 Nêu tác hại của ăn mòn kim loại?
Trình bày cách chống ăn mòn kim loại?
Để bảo vệ vỏ tàu biển bằng thép ta cần làm gì?
Để bảo vệ ống thép ( dẫn nước, dẫn dầu , dẫn khí đốt) ở dưới đất ta cũng dùng phương pháp điện hóa.
Do kl tiếp xúc với các chất có trong môi trường .
Là q trình oxh-khử trong đó kl bị oxh thành ion dương.
Học sinh nghiên cứu và trả lời
Nhiệt độ càng cao thì tốc độ ăn mòn càng nhanh.
 Học sinh nêu.
Khi chưa nối dây dẫn thì bọt khí thoát ra ở lá Zn. Kẽm bị ăn mòn dần.
Khi nối dây dẫn thì bọt khí thoát ra ở cả lá Zn và Cu. 
Học sinh thảo luận nhóm giải thích hiện tượng.
Học sinh trình bày: khái niệm.
Nêu 3 điều kiện:
Nếu thiếu 1 trong 3 đk trên sẽ không xảy ra sự ăn mòn điện hóa học.
Ăn mòn kim loại gây tổn thất to lớn về nhiều mặt cho nền kinh tế quốc dân và đời sống con người.
Có nhiều phương pháp phổ biến là bảo vệ bề mặt và bảo vệ điện hóa
Ta gắn mặt ngoài của vỏ tàu ( phần chìm dưới nước ) những khối kẽm.
I. Khái niệm:
 Ăn mòn kl là sự phá hủy của kl hoặc hợp kim do tác dụng của các chất trong môi trường.
 M Mn+ +ne
 (kl) (ion kl)
II.Hai dạng ăn mòn kim loại:
 1.Ăn mòn hóa học:
 Ăn mòn hóa học xảy ra ở những bộ phận của những thiết bị lò đốt hoặc những thiết bị thường xuyên tiếp xúc với hơi nước và khí oxi.
 Vd: 3 Fe +2 O2 Fe3O4 
 Fe + H2O Fe3O4 + H2
Vậy ăn mòn hóa học là quá trình oxi hóa –khử trong đó các electron của kim loại được chuyển trực tiếp đến các chất trong môi trường.
 2. Ăn mòn điện hóa học
 a. Khái niệm về ăn mòn điện hóa học:
 TN: Hình 5.13
 Hiện tượng: 
 Khi chưa nối dây dẫn lá Zn bị hòa tan và có bọt khí H2 thoát ra ở bề mặt lá Zn.
 Khi nối dây dẫn , lá Zn bị ăn mòn nhanh trong dung dịch điện li, kim điện kế bị lệch, bọt khí H2 thoát ra ở cả lá Cu.
 Giải thích: 
 Khi chưa nối dây dẫn lá Zn bị ăn mòn hóa học: Zn + 2H+ Zn2+ + H2
 Khi nối các lá đồng và kẽm bằng 1 dây dẫn thì 1 pin điện đã được hình thành .
 Cực âm( anot ): Zn bị oxh Zn2+ bị ăn 
 ăn mòn
 Zn Zn2+ + 2e
Electron chuyển từ Zn Cu tạo nên dòng điện làm kim điện kế bị lệch.
Cực dương (catot): ion H+ của dd H2SO4 nhận e bị khử thành H2 .
Vậy : ăn mòn điện hóa là quá trình oxi hóa – khử trong đó kl bị ăn mòn do tác dụng của dd chất điện li và tạo ra dòng e chuyển từ cực âm đến cực dương.
 b.Điều kiện ăn mòn điện hóa:
 - Điện cực phải khác chất :
 + Kim loại mạnh –kim loại yếu
 +Kim loại –phi kim
 +Kim loại – hợp chất hóa học
 Cực âm bị ăn mòn . Cực dương ko bị ăn mòn.
 -Điện cực phải tiếp xúc trực tiếp hoặc gián tiếp 
 - Điện cực phải cùng tiếp xúc với dd chất điện li.
 c.Ăn mòn hóa học hợp kim của sắt ( gang , thép ) trong không khí ẩm.
 Gang thép( hợp kim Fe – C ): gồm những tinh thể sắt tiếp xúc trực tiếp tinh thể C ( graphit).
 Trong không khí ẩm có hòa tan CO2, O2 tạo ra dd điện li phủ lên bề mặt gang thép xuất hiện vô số pin điện hóa.
 Cơ chế :
 Cực âm ( Fe ) xảy ra sự oxh: Fe2+
 Cực dương ( C) xảy ra sự khử:
 O2 + H2O + 4e OH-
 Fe2+ bị oxh bởi O2 , OH- gỉ sắt (Fe2O3.nH2O)
 III. Chống ăn mòn kim loại:
P2 bảo vệ bề mặt:
Phủ lên bề mặt kim loại một lớp sơn ,dầu mỡ , chất dẻo hoặc tráng , mạ bằng kim loại khác.
P2 điện hóa:
 Ghép vào kim loại cần bảo vệ bằng một tấm kim loại hoạt động mạnh hơn để tạo pin điện hóa. Kim loại cần bảo vệ là cực dương không bị ăn mòn.
 VD : ghép khối Zn vảo vỏ tàu biển bằng thép ( phần chìm dưới nước ) Như vậy thì Zn bị ăn mòn , vỏ tàu được bảo vệ.
Cũng cố: Thế nào là ăn mòn kim loại, các điều kiện xảy ra ăn mòn kim loại? Bản chất của sự ăn mòn kim loại? Điều kiện và cơ chế xảy ra ăn mòn điện hóa học?
 Câu 1: Trường hợp nào sau đây xảy ra ăn mòn điện hóa ?
 A. Thép để ngoài không khí ẩm. B. Zn ngâm trong dd H2SO4 loãng
 C. Dùng ống gang để dẫn khí Cl2 D.Cho Na vào nước.
Câu 2: Để một hợp kim ( tạo từ 2 chất dưới đây) trong không khí ẩm hợp kim đó sẽ bị ăn mòn hóa học khi 2 chất đó là:
 A. Fe và Cu B. Fe và C C. Fe và Fe3C D. Tất cả đều đúng.
Câu 3: Trong không khí ẩm vật làm bằng chất liệu nào dưới đây thì sẽ xảy ra hiện tượng sắt bị ăn mòn điện hóa học.
 A. Tôn ( sắt tráng kẽm ) B. Sắt nguyên chất
 C. Sắt tây ( sắt tráng thiếc ) D. Hợp kim gồm Al và Fe.
Câu 4: Một vật bằng hợp kim Zn – Cu để trong không khí ẩm ( có chứa CO2 ) xảy ra hiện tượng ăn mòn điện hóa học . Quá trình gì xảy ra ở cực dương?
 A. Quá trình khử Cu B.Quá trình khử Zn
 C. Quá trình khử ion H+ D. Quá trình oxh ion H+.
Câu 5: Phản ứng nào xảy ra trong sự ăn mòn kim loại.
 A. Phản ứng trao đổi B. Phản ứng oxh – khử
 C. Phản ứng thủy phân D. Phản ứng axit – bazo.
Bài tập về nhà: 1,2,3,4,5 SGK/ 136
 5.46 SBT/ 42.