An mòn hóa học và an mòn điện hóa học đều là

Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit.Morbi adipiscing gravdio, sit amet suscipit risus ultrices eu.Fusce viverra neque at purus laoreet consequa.Vivamus vulputate posuere nisl quis consequat.

Create an account

Vậy sự ăn mòn kim loại là gì? ăn mòn hóa học và ăn mòn điện hóa học xảy ra như thế nào? Làm thế nào để bảo vệ kim loại không bị ăn mòn? chúng ta cùng tìm hiểu qua bài viết dưới đây.

Sự ăn mòn kim loại, ăn mòn hóa học, ăn mòn điện hóa và cách bảo vệ kim loại không bị ăn mòn thuộc phần:  CHƯƠNG V. ĐẠI CƯƠNG VỀ KIM LOẠI

I. Khái niệm ăn mòn kim loại

- Ăn mòn kim loại là sự phá huỷ kim loại hoặc hợp kim do tác dụng của các chất trong môi trường xung quanh.

- Kim loại bị ion hóa thành ion dương: M → Mn+ + ne

II. Các dạng ăn mòn kim loại

1. Ăn mòn hóa học

- Ăn mòn hoá học là quá trình oxi hoá - khử, trong đó các electron của kim loại được chuyển trực tiếp các chất trong môi trường.

2. Ăn mòn điện hóa học

a) Khái niệm về sự ăn mòn điện hóa học

• Ăn mòn điện hoá học là quá trình oxi hoá - khử, trong đó kim loại bị ăn mòn do tác dụng của dung dịch chất điện li và tạo nên dòng electron chuyển dời từ cực âm đến cực dương

* Ví dụ: Nhúng thanh kẽm (Zn) và đồng (Cu) vào dung dịch H2SO4 loãng, nối thanh kẽm với thanh đồng bằng dây dẫn. Thanh Zn bị mòn dần, bọt khí H2 thoát ra ở thanh Cu.

- Cực âm (anot): Zn → Zn2+ + 2e

- Cực dương (catot): 2H+ + 2e → H2↑

b) Ăn mòn điện hóa học hợp kim của sắt trong không khí

• Ví dụ về sự ăn mòn của gang, trong không khí ẩm trên bề mặt của gang (thành phần chính là Fe và C) luôn có 1 lớp nước rất mỏng hòa tan O2 và khí CO2 tạo thành dung dịch chất điện li. Khi đó:

- Tại anot: Fe → Fe2+ + 2e

- Tai canot: O2 + 2H2O + 4e → 4OH-

c) Điều kiện để xảy ra ăn mòn điện hoá học

- Các điện cực phải khác nhau về bản chất (2 cặp kim loại khác nhau, kim loại với phí kim,...)

- Các điện cực phải tiếp xúc trực tiếp hoặc gián tiếp với nhau qua dây dẫn.

- Các điện cực cùng tiếp xúc với dung dịch chất điện li.

III. Bảo vệ kim loại không bị ăn mòn (chống ăn mòn kim loại).

1. Phương pháp bảo vệ bề mặt

- Dùng những chất bền vững đối với môi trường để phủ mặt ngoài những đồ vật bằng kim loại như dùng dầu mỡ, sơn, mạ, tráng men,... hay bằng các kim loại hoạt động hơn.

- Ví dụ sắt tây là sắt được tráng thiếc, tôn là sắt được tráng kẽm, các đồ vật bằng sắt thường dược mạ crom hay niken.

2. Phương pháp điện hóa

- Nối kim loại cần bảo vệ với một kim loại hoạt động hơn  để tạo thành pin điện hóa và kim loại hoạt động hơn bị ăn mòn, kim loại kia được bảo vệ.

- Ví dụ bảo vệ vỏ tàu biển làm bằng thép bằng cách gắn vào mặt ngoài của vỏ tàu (phần chìm dưới nước) những khối kẽm, kết quả là kẽm bị nước biển ăn mòn thay cho thép.

IV. Bài tập về sự ăn mòn kim loại

* Bài 1 trang 95 SGK Hóa 12: Ăn mòn kim loại là gì? Có mấy dạng ăn mòn kim loại? Dạng nào xảy ra phổ biến hơn?

° Lời giải bài 1 trang 95 SGK Hóa 12:

- Sự ăn mòn kim loại là sự phá hủy kim loại hoặc hợp kim do tác dụng của các chất trong môi trường xung quanh. Đó là một quá trình hóa học hoặc quá trình điện hóa trong đó kim loại bị oxi hóa thành ion dương.

M → Mn+ + ne.

- Có hai dạng ăn mòn kim loại là ăn mòn hóa học và ăn mòn điện hóa.

- Trong hai dạng ăn mòn này thì ăn mòn điện hóa xảy ra phổ biến hơn.

* Bài 2 trang 95 SGK Hóa 12: Hãy nêu cơ chế của sự ăn mòn điện hóa?

° Lời giải bài 2 trang 95 SGK Hóa 12:

• Ví dụ về sự ăn mòn gang với cơ chế ăn mòn điện hóa học:

- Trong không khí ẩm, trên bề mặt của gang (thành phần có Fe và C) luôn có một lớp nước rất mỏng đã hòa tan O2 và CO2 trong khí quyển tạo thành một dung dịch chất điện li.

- Tinh thế Fe (cực âm), tinh thể C là cực dương.

- Tại cực dương: O2 hòa tan trong nước bị khử thành ion hiđrôxit

O2 + 2H2O + 4e → 4OH-

-  Tạ cực âm: Sắt bị oxi hóa thành ion Fe2+

Fe → Fe2+ + 2e

- Những Fe2+ tan vào dung dịch chứa oxi và tiếp tục bị oxi hóa thành Fe3+ và cuối cùng tạo gỉ sắt có thành phần Fe2O3.nH2O.

* Bài 3 trang 95 SGK Hóa 12: Nêu tác hại của sự ăn mòn kim loại và cách chống ăn mòn kim loại?

° Lời giải bài 3 trang 95 SGK Hóa 12:

• Tác hai của sự ăn mòn kim loại

- Phá hủy kim loại, kim loại bị mất dần các đặt tính quý của kim loại.

- Thiệt hại về mặt kinh tế: phải thay thế nhiều chi tiết, thiết bị máy móc khi bị ăn mòn.

• Cách chống ăn mòn kim loại:

- Phương pháp bảo vệ bề mặt: Cách li kim loại với môi trường bằng cách dùng các chất bền vững với môt trường phủ trên bề mặt kim loại như bôi dầu, mỡ, tráng men,...

- Phương pháp điện hóa: Nối kim loại cần bảo vệ với một kim loại hoạt động hơn tạo thành pin điện hóa. Kim loại hoạt động hơn bị ăn mòn, kim loại còn lại được bảo vệ.

* Bài 4 trang 95 SGK Hóa 12: Trong hai trường hợp sau đây, trường hợp nào vỏ tàu được bảo vệ?

- Vỏ tàu thép được nối với thanh kẽm.

- Vỏ tàu thép được nối với thanh đồng.

° Lời giải bài 4 trang 95 SGK Hóa 12:

- Vỏ tàu thép (thành phần chính là Fe) được nối với thanh Zn thì vỏ tàu được bảo vệ vì tính khử Zn > Fe. Fe - Zn tạo thành cặp pin điện hóa trong đó Zn bị ăn mòn còn lại Fe được bảo vệ.

* Bài 5 trang 95 SGK Hóa 12: Cho lá Fe kim loại vào:

a) Dung dịch H2SO4 loãng

b) Dung dịch H2SO4 loãng có một lượng nhỏ CuSO4. Nêu hiện tượng xảy ra, giải thích và viết phương trình phản ứng xảy ra trong mỗi trường hợp.

° Lời giải bài 5 trang 95 SGK Hóa 12:

a) Cho lá sắt vào dung dịch H2SO4 loãng, sẽ có phản ứng

Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2

- Khi đó xuất hiện bọt khí không màu thoát ra (khí hidro) và bọt khí này bám trên bề mặt thanh sắt làm giảm diện tích tiếp xúc của thanh sắt với dd H2SO4 do đó  khí thoát ra giảm dần và cho ngừng hẳn.

b) Cho một lượng nhỏ dung dịch CuSO4 có phản ứng

CuSO4 + Fe → FeSO4 + Cu↓đỏ gạch

- Cu sinh ra bám trên bề mặt thanh sắt hình thành cặp pin điện hóa Fe-Cu. Lúc này xảy ra quá trình ăn mòn điện hóa trong dung dịch điện li H2SO4 loãng.

- Tính khử: Fe > Cu nên Fe đóng vai trò là cực âm. Cu đóng vai trò là cực dương

- Tại cực âm, Fe bị ăn mòn: Fe → Fe2+ + 2e

- Tại cực dương, ion H+ của H2SO4 nhận e: 2H+ + 2e → H2

- Như vậy ta thấy bọt khí H2 thoát ra ở cực Cu, không ngăn cản Fe phản ứng với H2SO4 nên phản ứng xảy ra mãnh liệt hơn, bọt khí H2 thoát ra nhiều hơn.

* Bài 6 trang 95 SGK Hóa 12: Một dây phơi quần áo gồm một đoạn dây đồng nối với một đoạn dây thép. Hiện tượng nào xảy ra ở chỗ nối hai đoạn dây khi để lâu ngày?

A. Sắt bị ăn mòn.

B. Đồng bị ăn mòn.

C. Sắt và đồng đều bị ăn mòn.

D. Sắt và đồng đều không bị ăn mòn.

° Lời giải bài 6 trang 95 SGK Hóa 12:

• Chọn đáp án: A. Sắt bị ăn mòn.

- Do tính khử của Fe > Cu nên Fe-Cu tạo thành một cặp pin điện hóa trong đó kim loại mạnh hơn (Fe) bị ăn mòn trước.

Sự ăn mòn kim loại, ăn mòn hóa học, ăn mòn điện hóa và cách bảo vệ kim loại không bị ăn mòn - hóa 12 bài 20 được biên soạn theo sách mới nhất và Được hướng dẫn biên soạn bởi các thầy cô giáo dạy Giỏi tư vấn, nếu thấy hay hãy chia sẻ và comment để nhiều bạn khác học tập cùng.

Tác giả Cô Hiền Trần 08:07 28/04/2022 432

Ăn mòn hóa học là một kiến thức thú vị trong Hóa học nhưng không phải ai cũng có kiến thức đầy đủ nhất về hiểu biết về cả ăn mòn hóa học và ăn mòn điện hóa cũng như thành thạo các dạng bài tập của chủ đề này. Hãy cùng VUIHOC tìm hiểu thêm về chủ đề này với những giải thích chi tiết nhất nhé!

Đây là sự phá hủy các kim loại khi hợp kim tiếp xúc với dung dịch chất điện ly và sản xuất ra dòng điện. Đây cũng chính là quá trình oxy hóa - khử, khi kim loại bị ăn mòn do tác dụng của dung dịch có chất điện ly và tạo là dòng electron chuyển dời từ âm sang dương. 

Hiện tượng này sẽ xảy ra khi một cặp kim loại hay hợp kim nhúng vào dung dịch axit, nước muối hoặc ở ngoài không khí ẩm. 

1.2. Ăn mòn hóa học

Ăn mòn hóa học hay còn chính là một dạng ăn mòn kim loại do tác động của môi trường xung quanh. Khi kim loại phản ứng với hơi nước hoặc chất khí ở nền nhiệt độ cao thì ăn mòn hóa học sẽ xảy ra, hay theo khoa học thì đây là quá trình oxy hóa khử. Khi đó các electron của kim loại sẽ được chuyển đến các chất một cách trực tiếp trong môi trường.

Đây là hiện tượng thường xảy ra ở các kim loại ở máy móc hay các thiết bị phải tiếp xúc với hóa chất, hơi nước thường xuyên ở nhiệt độ cao hay khí oxy. 

2. So sánh ăn mòn điện hóa và ăn mòn hóa học

2.1. Điểm giống nhau giữa ăn mòn điện hóa và ăn mòn hóa học

Điểm giống nhau: Đây đều là một dạng của kim loại bị ăn mòn hay còn được coi là sự phá hủy kim loại do phản ứng oxi hóa khử. 

2.2. Ăn mòn điện hóa và ăn mòn hóa học khác nhau ở điểm nào?

Sau đây là bảng so sánh sự khác nhau của sự ăn mòn điện hóa và sự ăn mòn hóa học.

	Ăn mòn điện hóa	Ăn mòn hóa học
Điều kiện xảy ra sự ăn mòn	Có đầy đủ ba điều kiện:  - Các cực điện khác nhau về bản chất. - Các cực điện tiếp xúc với nhau. - Các cực điện cùng tiếp xúc với một dung dịch chất điện ly.	Điều kiện xảy ra ăn mòn điện hóa là: Xảy ra tại nơi những thiết bị thường xuyên tiếp xúc với khí oxi và hơi nước.
Cơ chế của sự ăn mòn	Gang hay thép, các điện cực này sẽ tiếp xúc trực tiếp với nhau và với một dung dịch điện li bên ngoài. Từ đó, ở cực âm dương sự ăn mòn sẽ diễn ra.	Hơi nước tiếp xúc với thiết bị sắt.
Bản chất của sự ăn mòn	Dưới tác dụng của dung dịch chất điện li và tạo ra dòng điện, kim loại bị ăn mòn. Ăn mòn hóa học sẽ chậm hơn ăn mòn điện hóa.	Bản chất của ăn mòn hóa học là: Đây là quá trình oxi hóa khử, khi các electron của kim loại được chuyển đến các chất trực tiếp trong môi trường và ăn mòn sẽ xảy ra chậm.

3. Điều kiện xảy ra ăn mòn hóa học

Để xảy ra ăn mòn hóa học thì cần phải có một số điều kiện nhất định đầy đủ như sau, nếu thiếu một điều kiện thì ăn mòn hóa học cũng không thể xảy ra: 

• Khi các điện cực có bản chất khác nhau, hai cặp kim loại khác nhau hay cặp gồm kim loại và phi kim. 

• Qua dây dẫn các điện cực tiếp xúc trực tiếp hoặc gián tiếp với nhau. 

• Trong một dung dịch chất điện ly, các điện cực cùng tiếp xúc với nhau. 

Phải có đầy đủ ba điều kiện mới có thể xảy ra sự ăn mòn điện hóa học. 

Trong tự nhiên, ăn mòn hóa học và điện hóa có thể xảy ra cùng một lúc. 

4. Cơ chế và bản chất của ăn mòn hóa học

Bản chất của ăn mòn hóa học là quá trình oxi hóa khử, khi trong môi trường kim loại phản ứng trực tiếp với các chất oxi hóa (các electron không có sự xuất hiện của dòng điện của kim loại được chuyển trực tiếp đến các chất trong môi trường) 

Ví dụ:

3Fe + 4H2O --> Fe3O4 + 4H2

2Fe + 3Cl2 -->  2FeCl3

3Fe + 2O2 -->  Fe3O4

Để hiểu hơn về ăn mòn hóa học có thể tìm hiểu ví dụ: Ngâm thanh trong nước, sẽ bị rỉ sét sau một thời gian.

Giải thích hiện tượng này là: Trong một khoảng thời gian dài thanh sắt sau khi tiếp xúc với oxi và độ ẩm sẽ tạo thành một hợp chất mới đó là rỉ sắt. Nước là chất xúc tác tạo nên sự ăn mòn. 

5. Các phương pháp chống ăn mòn kim loại

4.1. Phương pháp bảo vệ bề mặt

• Dùng lớp sơn, dầu mỡ, chất dẻo là những chất bền vững để phủ lên bề mặt. 

• Để nơi ráo thoáng và thường xuyên lau bề mặt. 

4.2. Phương pháp điện hóa 

• Dùng phương pháp “vật hi sinh” để bảo vệ vật kim loại. 

Ví dụ: Để tránh vỏ tàu biển bằng thép 

VD: Để bảo vệ vỏ tàu biển bằng thép, các lá Zn được dán vào phía ngoài vỏ tàu ở phần chìm trong nước biển (dung dịch chất điện ly). Khi đó, kẽm bị ăn mòn và vỏ tàu sẽ được bảo vệ.

6. Bài tập vận dụng về ăn mòn hóa học và ăn mòn điện hóa

Câu 1: Trong các phát biểu sau, số phát biểu đúng là?

(1) Dòng điện một chiều không phát sinh trong ăn mòn hóa học.

(2) Ăn mòn hoá học không xảy ra ở kim loại tinh khiết.

(3) Ăn mòn hoá học cũng là một dạng của ăn mòn điện hoá.

(4) Quá trình oxi hoá-khử cũng diễn ra trong ăn mòn hóa học

A. 1    B.2    C. 3    D. 4

Câu 2:  Ăn mòn điện hóa là trường hợp nào dưới đây 

A. Trong không khí ẩm thép bị gỉ

B. Nhôm bị thụ động hóa trong dung dịch HNO3 đặc và nguội

C. Trong khí Cl2, Zn bị phá huỷ 

D. Trong không khí ẩm, Na cháy

Câu 3: Một sợi dây thép được cuốn xung quanh một thanh kim loại rồi nhúng vào dung dịch H2SO4 loãng. Từ sợi dây thép, bọt khí thoát ra rất nhanh. Ta có thể dùng thanh kim loại nào sau đây?

A.Cu    B.Ni    C.Zn    D. Pt

Câu 4: Dung dịch HC1 ngâm 1 lá Zn có bọt khí thoát ra ít và chậm. Bọt khí thoát ra rất nhiều và nhanh khi nhỏ thêm vài giọt dung dịch X. Trong dung dịch X, tan chất nào: 

A.H2SO4    B.MgSO4    C. NaOH    D. CuSO4

Câu 5: Có các cặp kim loại nguyên chất tiếp xúc trực tiếp: Fe và Pb; Fe và Zn; Fe và Sn; Fe và Ni. Số cặp kim loại trong đó Fe bị phá hủy trước khi nhúng vào dung dịch axit là:

A. 1    B. 2    C. 3    D. 4

Câu 6: Nối hai thanh kim loại kẽm và sắt bằng dây dẫn nhúng đồng thời vào dung dịch H2SO4,.

Hiện tượng xảy ra là

(1) khí hidro từ thanh kẽm thoát ra mạnh hơn.

(2) thanh sắt sang thanh kẽm là chiều của dòng điện

(3) giảm khối lượng của thanh kẽm

(4) Trong dung dịch,  nồng độ Fe2+ 

Số hiện tượng đúng là:

A. 1   B. 2   C. 3   D. 4

Câu 7: Trên một miếng thép, đồng xu rơi xuống. Sau một thời gian có thể quan sát được hiện tượng nào sau dây 7

A. xuất hiện lớp gỉ có màu nâu đỏ ở trên miếng thép

B, xuất hiện lớp gỉ màu xanh lam trên miếng thép

C. xuất hiện lớp gỉ màu đen trên miếng thép

D. xuất hiện lớp gỉ có màu trắng xanh ở trên miếng thép

Câu 8: Tiến hành thí nghiệm ăn mòn điện hoá học như hình vẽ bên: nhúng hai thanh chất rắn A và B vào dung dịch H2SO4, dây câu dẫn nối chúng. Hình vẽ là chiều electron

A. Nếu A là thanh kẽm thỉ B có thể là thanh thiếc

B. Chất rắn B có thể là thanh than chì còn A là thanh chiếc

C. Nếu A là thanh thép (hợp kim của sắt với cacbon) thì B có thể là thanh nhôm

D. B có thể là thanh đồng, A là thanh chì

Câu 9: Trong quá trình ăn mòn vật làm bằng hợp kim Fe - Zn bị ăn mòn điện hoá 

A. Kẽm đóng vai trò catot và kẽm bị oxi hoá

B. Sắt đóng vai trò anot và sắt bị oxi hoá

C. Kẽm bị oxi hoá và đóng vai trò anot 

D. ion H+ bị oxi hoá và sắt đóng vai trò catot

Câu 10: Thực hiệnthí nghiệm sau và rút ra nhận xét:

(1): Trong không khí ẩm nối Zn và Fe

(2): Trong dung dịch CuSO4, thả viên Fe

(3): Trong dung dịch chứa đồng thời ZnSO4 và H2SO4 loãng, thả một viên Fe vào

(4): Dung dịch H2SO4 loãng được thả viên Fe

(5): Trong dung dịch vừa chứa CuSO4, vừa chứa H2SO4 loãng, thả một viên Fe vào 

Fe bị ăn mòn điện hóa ở trong thí nghiệm nào

A. (1), (2), (3), (4) và (5)

B. (1) và (3)

C. (2) và (5)

D. (3) và (5)

Đáp án:

Trên đây toàn bộ kiến thức ăn mòn hóa học mà VUIHOC chia sẻ với các bạn học sinh. Hy vọng rằng, sau bài viết này, các em sẽ nắm vững phần kiến kiến thức này Để có thêm các kiến thức Hóa học bổ ích, các em hãy truy cập Vuihoc.vn nhé!