Коррозия металлов

1. Государственное бюджетное общеобразовательное учреждение города Москвы «Школа № 1580 Исследовательская работа на тему:

“Коррозия металлов”
Участники:
ученик 8 «3» класса ГБОУ Школа № 1580
Белугина Елизавета Сергеевна
ученик 8 «З» класса ГБОУ Школа № 1580 Ильин
Кирилл Алексеевич
ученик 8 «З» класса ГБОУ Школа № 1580
Гумеров Кирилл Даниилович
Руководитель:
педагог ГБОУ Школа № 1580 Носова Елена
Павловна

2. Актуальность, проблема, идея исследования:

• Актуальность: Почему происходят коррозийные процессы
• Проблема: Ежегодно в мире коррозии подвергается 1–1,5% всего металла,
накопленного и эксплуатируемого в промышленности, транспорте,
строительстве. Безвозвратные потери металлов от коррозии составляют
около 20% от годового производства.
• Идея: Как предотвратить коррозию в металлах.

3. Цель, задачи, методы работы:

Цель: Создание рекомендации по предотвращению коррозии металлов.
Задачи:
1)
Определение
способствующих
механизма
коррозийных
процессов,
изучение
факторов
коррозии, и нахождение эффективных методов защиты
металлов в домашних условиях.
2)Изучить виды коррозии
3) Провести ряд наблюдений по появлению ржавчины.
Методы работы:
На блюдение, изучение, эксперимент, общий анализ, фотосъемку

4. Что такое коррозия металлов

• Коррозия металла — это физико-химический
процесс самопроизвольного разрушения
металлов и их сплавов под воздействием
факторов окружающей среды, к которым
относятся кислород, водород, кислоты,
щёлочи.
Пример — кислородная коррозия железа в
воде:
4Fe + 6H2O (влага) + 3O2 (воздух) =
4Fe(OH)3
Гидроксид железа Fe(OH)3 и является тем,
что называют ржавчиной.

5. Как появляется коррозия?

• Коррозия появляется вследствие
химических или электрохимических
взаимодействий металлов со средой.
Данный процесс является
естественным следствием
стремления металлов к
термодинамической устойчивости,
возвращаясь к своему
первоначальному состоянию в виде
минералов.
• Термодинамическая
устойчивость — свойство
состояния термодинамического
равновесия физической системы,
обеспечивающее
самопроизвольный возврат
системы в указанное состояние

6. Опасность коррозии

• Кроме обычных угроз:
Разрушение металлических изделий.
Экономические потери.
• Есть и более опасные:
• Экологические последствия. Утечка газа, нефти и
других опасных химических продуктов из
разрушенных коррозией трубопроводов приводит
к загрязнению окружающей среды, что
отрицательно воздействует на жизнь и здоровье
людей.
• Потеря несущей способности
металлоконструкций. Потенциально это способно
привести не только к экономическим издержкам,
но и к человеческим жертвам.
• Например:
• Эйфелева Башня. Она ржавеет и чтобы не
допустить ее разрушения ее надо периодически
красить, и оттого ее и так большая масса в 10
000 тонн постоянно растет в среднем на 60-70

7. Изучение коррозии

• Участие воздуха в окислении металла отметил еще М.В.
Ломоносов в 1748 г. и доказал это в 1773г. француз
А.Лавуазье.
• Но только в 1791г. Луиджи Гальвани - физик из Болоньи опубликовал свои знаменитые электрохимические
исследования. Лапка его лягушки, как первый
электроизмерительный прибор, указала истинный путь к
законам коррозии - от химии к электрохимии. Но тогда
еще никто не догадывался, что именно гальваническая
пара есть движущая сила коррозии.
• Гальваническая пара - пара проводников,
изготовленных из разных материалов (обычно, из
разных металлов) и соединённых друг с другом с
целью обеспечения электрического контакта.
• В 1744 году М.В. Ломоносов осуществил большую серию
экспериментов по растворению металлов в кислотах и
солей в воде. При этом Ломоносов наблюдал и описал
явление, известное в наше время как пассивация
металла, при котором на его поверхности образуется
тонкая защитная плёнка, резко замедляющая процесс
коррозии.
• Формула электрохимической коррозии(для Fe, Zn):
Zn + 2H2O = Zn(OH)2 + H2. В этом случае окисляется
более активный цинк, который выполняет роль анода.

8. Что влияет на коррозию?

• На скорость коррозии влияют:
Наличие влаги
температура
трение
некачественная механическая обработка
Микротрещины
разрыв защитного слоя
неоднородность материалов
И тд.
кислоты и щёлочи

9. Виды и типы коррозии

По признаку протекающих реакций различаются два
основных вида коррозии:
• химическая коррозия
• электрохимическая коррозия
Также коррозия различается по форме поражения:
• равномерная
• щелевая
• точечная
• межкристаллическая

10. Как влияет температура на скорость коррозии?

На скорость коррозии влияет много факторов
разберем один из них - Температуру
Повышение
температуры
способствует
увеличению количества активных центров коррозии
на поверхности металла и ускорению развития
коррозионных процессов. Так же на коррозию влияет
скорость движения молекул и их энергия, что зависит
от температуры. Скорость коррозии повышается с
увеличением температуры.
При низких температурах скорость химических
реакций замедляется, что в свою очередь уменьшает
интенсивность
снижение
коррозийных
влажности
процессов.
воздуха
снижает риск появления ржавчины.
при
Также
охлаждении

11. Как предотвратить коррозию?

Существует несколько эффективных способов предотвращения коррозии.
Но мы разберем один из них: Гальванизация — это метод покрытия
одного металла каким-либо другим путём электролиза. Рассмотрим
гальванизацию цинком.
В ёмкость с водой добавляется катализатор для усиления электропроводности
воды,
опускается
медная
(для
большей
электропроводности)
рама
с
прикреплённым к ней мешочком с цинком. Также опускается вторая рама с
прикреплённой металлической деталью, которую надо оцинковать. Рама с
цинком присоединяется к генератору постоянного тока, на клемму «+», а раму с
деталью — на клемму «-», включается генератор. Ионы цинка под воздействием
тока переходят в воду и оседают на металлической детали. Через некоторое
время получается оцинкованная
деталь. Цинк является более активными
металлом по отношению к железу и в прямом контакте металлов при
воздействии коррозионной среды первым в реакцию вступает цинк, тем самым

12. Проведем эксперимент

• Цель: подвергнуть коррозии железные саморезы.(В этом эксперименте
будет рассматриваться только ржавчина).
• Используя 4 сосуда один из которых с маслом,3 другие с водой при
температуре в 30 градусов Цельсия. В один сосуд мы налили 200 мл
масла подсолнечного, в три других мы налили по 200 мл воды при 35
градусов Цельсия.
1) Над одним саморезом совершим работу и потрем его железной
губкой, второй покроем антикоррозийным средством, с двумя
другими делать ничего не будем.
2) Поместим в сосуд с водой под номером 1 саморез над которым
была совершена работа.
3) Во
второй
сосуд
с
водой
поместим
саморез
покрытый
антикоррозийным средством.
4) В третий сосуд с водой поместим саморез над которым ничего не
совершалось.
5) В 4 сосуд с маслом саморез над которым ничего не совершалось.

13. День 5

саморез 1
День 5
Рассмотрим саморез 1, над
которым совершили работу, сразу
видно большие участки покрытия
коррозией.
Рассмотрим саморез 2, который
был покрыт антикоррозийным
средством.
Видно что один участок покрылся
ржавчиной, скорее всего из-за
плохо нанесённого
антикоррозийного средства.
Рассмотрим саморез 3, над
которым ничего не совершалось,
видно что шляпка самореза
покрылась ржавчиной.
С саморезом 4, который был
погружен в масло и над которым
ничего не совершалось, пока
саморез 2
саморез 3

14. День 15

Рассмотрим саморез 1, над
которым совершили работу, сразу
видно большие участки покрытия
коррозией, ржавчины настолько
много, что она ссыпается на дно
сосуда.
Рассмотрим саморез 2, который
был покрыт антикоррозийным
средством.
Видно что саморез покрылся
ржавчиной, скорее всего из-за
плохо нанесённого
антикоррозийного средства.
Рассмотрим саморез 3, над
которым ничего не совершалось,
видно что шляпка самореза
покрылась ржавчиной.
С саморезом 4, который был
погружен в масло и над которым
ничего не совершалось, на шляпке

15. Вывод

• В ходе нашего исследования мы создали рекомендацию, как
избежать коррозии металлов в повседневной жизни
Несколько рекомендаций, как избежать коррозии:
•Регулярно мыть металлические предметы. Для этого лучше использовать специальные
средства, например антикоррозийные средства для двигателей машин.
•Регулярно осматривать металлические поверхности. Это поможет обнаружить коррозийные
пятна и своевременно их удалить.
•Хранить незащищённые металлические изделия в сухом месте. Если металлические предметы
подвергаются воздействию влаги, их нужно очищать и высушивать сразу после использования.
•Использовать защитное покрытие. Например, слой цинка или никеля, который нанесён на
поверхность металла, защитит основной металл от агрессивного воздействия кислорода.
•Наносить лакокрасочное покрытие. Оно создаёт специальное защитное полимерное покрытие
на поверхности детали, которое препятствует попаданию на металл кислорода.
Если вы будете следовать данной рекомендации, то метталы будут меньше подвержены коррозии,
почему коррозия совсем не пропадет – это невозможно, коррозия неотъемлемая часть жизни
человека и если бы человек мог избежать коррозии насовсем, то данной рекомендации не
существовало бы совсем.

16. Источники

• https://ru.wikipedia.org/wiki/Гальванизация
• https://rg.ru/2020/08/30/tri-effektivnyh-sposoba-predotvratitkorroziiu-avtomobilia.html
• https://ru.wikihow.com/предотвратить-коррозию-металла
• https://ru.wikipedia.org/wiki/Коррозия
• https://ipcollege.ru/wp-content/uploads/2019/07/Учебноепособие.pdf
• https://inoxtrade.ru/info/blog/korroziya/
• https://infourok.ru/nauchnoissledovatelskaya-rabota-po-himiiizuchenie-vliyaniya-razlichnih-faktorov-na-protekanie-processakorrozii-metallov-3974162.html