Cách nhận biết các dạng ăn mòn trong một số thí nghiệm - Hoá 12

Ăn mòn kim loại là sự phá huỷ kim loại hoặc hợp kim do tác dụng của các chất trong môi trường trong đó kim loại bị oxi hoá :  M\( \to \)   Mⁿ⁺ + ne.

Ăn mòn hoá học: là quá trình oxi hoá – khử, trong đó các electron được chuyển trực tiếp đến các chất trong môi trường.

Nhúng thanh Zn và Cu (không tiếp xúc với nhau) vào cốc đựng dung dịch H₂SO₄ loãng.

Nối thanh Zn và Cu bằng dây dẫn cho đi qua một điện kế.

Thí nghiệm về sự ăn mòn điện hoá học

* Hiện tượng:

-       Khi chưa nối dây dân, phần thanh kẽm trong dung dịch bị hoà tan và bọt khí hydrogen thoát ra ở bề mặt thanh kẽm.

-       Khi nối dây dẫn, kim vôn ke bị lệch, bọt khí hydrogen thoát ra ở cả thanh đồng, phần thanh kẽm trong dung dịch bị ăn mòn nhanh.

* Giải thích:

- Khi chưa nối dây dẫn, có bọt khí hydrogen thoát ra ở bề mặt thanh kẽm do kim loại này bị ăn mòn hoá học theo phản ứng sau:

                        Zn(s) + H₂SO₄ (aq)  \( \to \)ZnSO₄(aq) + H₂(g)

- Khi nối dây dẫn, một pin điện hoá đã được hình thành với kẽm là điện cực âm, đồng là điện cực dương.

 + Điện cực âm (anode), Zn bị ăn mòn.

                         Zn(s) \( \to \)Zn²⁺(aq)  + 2e

Ion Zn²⁺ đi vào dung dịch, còn electron theo dây dẫn sang điện cực đồng.

+ Điện cực dương (cathode): ion H⁺ của dung dịch H₂SO₄ bị khử (nhận electron từ Zn chuyển sang) tạo H₂.

                        2H⁺(aq)  +2e\( \to \)H₂(g)

=> Kết quả: Thanh Zn bị ăn mòn điện hoá và tạo thành dòng điện.

Ăn mòn điện hoá học: là quá trình ăn mòn kim loại do sự tạo thành pin điện hoá.

=> 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 điện (electron chuyển từ cực dương sang cực âm).

- Trong không khí ẩm trên bề mặt của gang luôn có một lớp nước rất mỏng đã hoà tan O₂ và khí CO₂, tạo thành dung dịch chất điện li.

 - Gang là hợp kim (Fe - C) cùng tiếp xúc với dung dịch đó tạo nên vô số các pin nhỏ mà sắt là anotde và carbon là cathode.

Tại anode: xảy ra quá trình oxi hoá: Fe(s) \( \to \)Fe²⁺(aq)  + 2e => các electron được chuyển đến cathode.

Tại cathode: khí oxygen hoà tan trong nước bị khử thành ion \({\rm{O}}{{\rm{H}}^ - }\).

\(\frac{1}{2}\)O₂(g)  + H₂O(l) +2e\( \to \)2\({\rm{O}}{{\rm{H}}^ - }\)(aq)

Ion Fe²⁺ tiếp tục bị oxi hoá bởi O₂ trong không khí khi có mặt ion \({\rm{O}}{{\rm{H}}^ - }\)tạo ra gỉ sắt màu nâu đỏ (có thành phần chủ yếu là Fe₂O₃.nH₂O.