Дәріс 10. Коррозия және металдарды қорғау

Мазмұ ны:

1. Коррозияның негізгі тү рлері.

2. Коррозия активаторлары жә не ингибиторлары.

1. Коррозия деп металдардың жә не олардың қ ұ ймаларының ө зін қ оршағ ан ортамен химиялық немесе электрохимиялық жолмен ә рекеттесуі нә тижесінде бү лінуін айтады.

Коррозия процесінің механизмі химиялық жә не электрохимиялық болып екі топқ а бө лінеді.

Жү йеде электр тоғ ы тү зілмей металдардың бү лінуін химиялық коррозия дейді. Химиялық коррозия кезінде металдар ө зін қ оршағ ан ә р тү рлі газдармен, электролит емес заттармен ә рекеттесіп, бү лінеді. Электрохимиялық коррозия металдар сумен, электролиттер ерітіндісімен не дымқ ыл ауамен жанасқ анда жү реді. Техникада қ олданылатын металдарда ә р уақ ытта қ оспалар болады. Сондық тан мұ ндай металдар электролитпен жанасқ анда кө птеген микрогальвани элементтер жұ мыс істеп, активті металл электрондарын беріп, бү лінеді. Активті металл-анод, қ оспа-катод болса, анодта тотығ у процессі Ме- nē → Meⁿ⁺, катодта сутегінің не оттегінің тотық сыздануы жү реді: 2 Н⁺+ 2ē → 2 Н⁰ – Н₂, егер рН< 7

О₂+ 4ē +2 Н₂О → 4 ОН^-, егер рН> 7

Металдың бұ зылу жылдамдығ ы электродтық потенциалдар айырмасы неғ ұ рлым кө п болғ ан сайын жә не ауа дымқ ылдығ ы кө п болғ ан сайын тез жү реді. Металдар ө те таза болса (метеориттік темір) коррозияғ а ұ шырамайды.

2. Стимулятор мен активаторлар деп аталатын кей заттар (хлоридтер, фторидтер, сульфидтер, нитраттар, бромидтер, иодидтер) коррозияны тездетеді. Мысалы, тең із суында хлорид болғ андық тан ө зен суы мен кө л суынан кө п есе коррозия тез жү реді.

Ингибиторлар керісінше коррозияны тежейді. Халық шаруашылығ ына металл коррозиясы ө те кө п зиян келтіреді. Коррозияны толық болдырмауғ а болмайды, бірақ оның жылдамдығ ын кө пке азайтуғ а болады. Ол ү шін мынандай ә дістер қ олданылады: ортаның қ ұ рамын ө згерту, тү рлі затпен металдарды қ аптау (металл мен металл емеспен), электрохимиялық қ орғ ау, металдарғ а басқ а металдар қ осу.

Ө зін ө зі бақ ылауғ а арналғ ан сұ рақ тар:

Металдар коррозиясы деген не?

Коррозияның қ андай тү рлерін білесің дер?

Электрохимиялық коррозияның химиялық коррозиядан айырмашылығ ы неде?

Коррозиялық микрогальвани элементтері неге пайда болады?

Қ андай факторлар коррозия жылдамдығ ына ә сер етеді?

Металдарды коррозиядан қ орғ ау ә дістері. Қ ысқ аша ә р ә дісті сипатта.

Қ андай заттарды ингибиторлар деп атайды?

Ұ сынылғ ан ә дебиеттер:

6. Бишімбаева Г. Қ. Жалпы химия. Студенттердің ө здік жұ мыстарына арналғ ан оқ у-ә дістемелік қ ұ рал. Алматы, 2007 ж, -39 б. 7. Кабдулкаримова К. К., Омарова Н. М. Студенттің ө здігінен орындауына арналғ ан ә дістемелік қ ұ рал. Семей, 2007, -39 б.

Дә ріс 11. Металдардың жалпы қ асиеттері.

Мазмұ ны:

1. Металлдардың жалпы қ асиеттері.

2. Сілтілік металдар, олардың қ осылыстары, биологиялық ролі.

3. Сілтілік жер металдар, олардың қ осылыстары, биологиялық ролі.

1. Бейорганикалық химияны оқ ығ анда элементтердің периодтық жү йедегі сипаттамаларын, жай қ осылыстарының қ ұ рылысын, олардың алыну жолдарын, элементтер қ осылыстарының қ ышқ ылдық -негіздік жә не тотығ у-тотық сыздану қ асиеттерін оқ умен қ атар, элементтердің табиғ атта таралу тү рлері, қ олданылуы, биологиялық ролі қ арастырылады.

Металдар периодтық жү йенің 80%-ін қ ұ райды, яғ ни 85 металл бар. Олар ІА, ІІА, ІІІА жә не В топшалардың тө менгі жағ ында орналасқ ан. f-элементтердің барлығ ы металл.

Физикалық қ асиеттері:

а/ Нg -сұ йық

ә / сілтілік жә не сілтілік жер металдар жұ мысақ, пышақ пен кесуге болады

б/ қ алғ андары қ атты, УІ-В топта хром ө те қ атты

в/ металдық жылтыры болады

г/ электр ө ткізгіш Аg, Cu –жақ сы ө ткізеді, Рв, Нg–нашар ө ткізеді. Температура артса электрө ткізгіштік кемиді, тө мендесе артады.

ғ / жылуы ө ткізгіш

е/ пластикалық қ асиет, тіпті созуғ а болады, мысалы 1г алтыннан 3км жің ішке жіп созуғ а болады.

Металдар тығ ыздығ ына байланысты жең іл (p=5г/см), одан артса ауыр болады. Жең іл металдың балқ у температурасы тө мен, ауырдыкі жоғ ары болады. Мысалы: цезий жең іл, балқ у тем. 28 С^о, ал вольфрам ауыр, балқ у тем. 3380 С^о.

Кейбір металдарғ а полиморфизм қ ұ былысы тә н, ол металдың қ атты кү йде ә ртү рлі кристалдық пішінде болу қ асиеті.

Магниттік қ асиеті бойынша:

а/ димагнитті, яғ ни мұ ндай металдар магнит ө рісінде тербеледі Аg, Cu, Au, Нg, Zr, Zn

ә / парамагнитті, яғ ни магнит ө рісіне тартылады Sd, Ti, W, Y, Mo, Mn т. б.

б/ ферромагнитті- магниттелу қ асиеті ө те жоғ ары Fe, Co, Ni.

Техникада:

а/ қ ара металл – темір, оның қ ұ ймалары

ә / бағ алы металл – алтын, кү міс, платина, цирконий

б/ сирек металл – титан, германий, берилий, ванадий т. б.

в/ тү сті металл – мырыш, магний, алюминий т. б.

Ең басты қ асиеті – сә уле, электромагниттік толқ ынның ә серінен электрон бө луі. Оны фотоэлектрлік эффекті деп атайды. Мұ ндай қ асиет ІА-топша элементтеріне тә н. Ө йткені сыртқ ы валенттік электрондары ядроғ а ә лсіз байланысқ андық тан сә уле ә серінен бө лініп кетеді.

Химиялық қ асиеттері:

а/ тотығ у – электронды оң ай беріп, оң ионғ а тез айналады – тотық сыздандырғ ыш

ә / иондану энергиялары тө мен

б/ металл ешқ ашан электрон қ осып алмайды, тотық тырғ ыш болмайды

в/ металдар оттегімен ә рекеттесіп оксидтер тү зеді, т. д. тұ рақ ты металл оксидтері- негіздік оксид, т. д. ә ртү рлі болатын металдардың тө менгі оксидтері – негіздік, ортаң ғ ылары – екідайлы, жоғ арғ ылары – қ ышқ ылдық оксид болады.

Мысалы:

CrO - негіздік, Cr₂O₃ - екідайлы, CrO₃ - қ ышқ ылдық

В топша металдары жоғ ары тотығ у дә режесін кө рсететін оксид тү згенде оларғ а сә йкес гидроксидтері қ ышқ ыл болады. Мысалы: CrOз (УІ) оксидіне Н₂CrO₄ хром қ ышқ ылы сә й кес келеді.

Металдар тотық сыздандырғ ыш, сондық тан тотық тырғ ыштар-мен, бейметалдармен, қ ышқ ылдармен, тұ здармен ә рекеттеседі. Қ ышқ ылдармен ә рекеттесуі металдардың стандартты электродтық потенциалдар қ атарындағ ы орнына, қ ышқ ылдардың табиғ атына жә не концентрациясына тә уелді.

Металдарды кең нен ө ндіреді. Активтілігі тө мен металдар табиғ атта бос кү йінде кездеседі. Мысалы: алтын, кү міс, платина т. б. Актив металдар кең қ ұ рамында ә ртү рлі қ осылыстар тү рінде болады. Жең іл металдар тұ здар тү рінде, ал ауыр металдар оксид, сульфид, сульфиттер т. б. болады.

Металдар ө ндірісін металлургия деп атайды, химиялық процестерге сә йкес бірнеше топқ а жіктеледі:

а/ пирометаллургия – жоғ арғ ы температурада қ ыздырып бө лу

ә / гидрометалургия – еріткіштер ә серімен бө лу

б/ электрометалургия – электр тогы ә серімен бө лу /электролиз/

в/ металлотермия – басқ а металмен жоғ арғ ы температурада ә сер етіп бө лу

Металдар қ ұ ймалар тү рінде қ олданылады. 8000 астам қ ұ ймалар белгілі.

Темір қ ұ йма – шойын, болат, мысты қ ұ йма – қ ола, аса жең іл қ ұ йма –дюралюминий, бағ алы қ ұ йма – қ ұ рамында алтын, кү міс, платина болатын қ ұ ймалар.

ІІ. Адам ағ засында преиодтық жү йенің 70-ке жуық элементі табылғ ан. Мына алты элемент: C, O, H, N, P, S ағ за массасының 97, 4%-ін қ ұ райды. Тірі заттағ ы элементтердің мө лшеріне байланысты оларды макро- жә не микроэлементтер деп бө луге болады.

Макроэлементтерге C, O, H, N жатады. Бұ лардың ү лесіне тірі зат массасының 96% жә не I, CI, Fe, N, Mo, Cu, Co, Zn (1% массасының ) жатады.

Биологиялық неғ ұ рлым керек металдарғ а ( биометалдарғ а) мына элемент жатады:

K, Na, Ca, Mg, Fe, Cu, Co, Mn, Zn, Mo; металл еместерден O, H, S, C, N, P, CI, I жатады, сондық тан осы элементтердің қ асиеттерін зертханалық сабақ та оқ имыз. Кө міртегі мен сутегі органикалық қ осылыстардың негізі болғ андық тан, ол элементтерді органикалық химия пә нінде терең ірек оқ ытылады.

Калий осмостық, биохимиялық процесте, кө птеген физиологиялық функцияларғ а қ атысады, сілтілік-қ ышқ ылдық тең дікті ұ стауғ а кө мектеседі. Калий алмасуы ағ задағ ы натриймен тығ ыз калий, натрий, кальций иондарының белгілі ара қ атынасы жү рек жұ мысының қ алыпты сақ талуына ә сер етеді.

Натрий ағ зада осмостық қ ысымды реттеуге, су, минерал, азот жә не май алмасуына қ атысады. Плазма мен жасуша аралық сұ йық тардың барлық катиондарының 90%-тен астамы натрийден тұ рады.

Кальций иондары сү т қ ышқ ылының тү зілуіне, сү ттің ұ юына, бұ лшық еттің жә не нерв қ ызметінің жұ мысына қ атысады. Фосфаттармен жә не фторидтермен қ осылып, кальций сү йек ұ лпасы мен тістердің минералдық негізін қ ұ райды. Тамақ та кальцийдің жетіспеуі кө птеген ауруларғ а рахит, остеопароз, остеомоляция т. с. с. ) себеп болады.

Сү т – кальцийдің ең жақ сы кө зі. Кү ніне ү лкен адам 1г кальций қ абылдау керек.

Магний тұ здары органикалық қ осылыстардың фосфорғ а айналуына қ атысатын ферменттердің қ ызметін кү шейтеді. Тамақ та магний тұ здарының жетіспеуі жү йке жү йесінің қ алыпты қ ызметін, бұ лшық еттердің жиырылуын бұ зады.

Мырыш ағ зада бұ лшық еттің 65% -ін, сү йектің 20% -ін қ ұ райды. Қ ан плазмасы, бауыр, эритроцит қ ұ рамына, эфирлер жә не ақ уыздың гидролизі кезінде катализатор болатын 40-тан астам метелл-ферменттердің, 260 аминқ ышқ ылы қ алдығ ынан тұ ратын карбоангидраза ферментінің қ ұ рамына кіреді. Қ андағ ы қ антты реттуге қ атысады.

Алюминий қ анның сары суында, ө кпе, бауыр, сү йек, бү йрек, тырнақ, шаш қ ұ рамына жә не адам миының жү йке қ абығ ының негізгі қ ұ рамына кіреді. Адам тә улігіне 47 мг алюминий қ абылдауы керек. Алюминий эпителий жә не байланыстырғ ыш қ абаттардың дамуына, сү йектің қ алыптасуына, фосфорың алмасуына ә сер етеді. Сонымен бірге ферментативті процестерге, қ анның тү зілуіне, трансаминирлеу реакциясына катализатор ретінде қ атысады.

Ө зін ө зі бақ ылауғ а арналғ ан сұ рақ тар:

Калий мен натрий атомдарының қ ұ рылысының электрондық схемасын жазың дар. Бұ л элементтердің қ айсысының тотық сыздандырғ ыштық кү ші артық, неге?

І топтың s-элементтерінің +І тотығ у дә режесі не себептен ө те тұ рақ ты?

К₂О, К, К₂О₂ қ алай сумен ә рекеттеседі, химиялық реакциялар тең деуін жазың дар.

Калий хлоридінен металл кү йінде калийді жә не калий гидроксидін алу ү шін жү ретін процестерінің схемаларын жазың дар.

Натрий сульфатынан кө мір мен ә ктасты жоғ арғ ы температурада балқ ыту арқ ылы соды алу реакциясының тең деуін жазың дар. Кө мір мен ә ктас қ андай функция атқ арады?

Ас содасы, каустикалық сода, кристалдық сода, кальцинирленген сода деп техникада қ андай заттарды айтады?

Мына ө згерістерді іске асыратын реакциялар тең деулерін жазың дар: NaCl→ Na→ NaOH→ Na₂CO₃ → NaHCO₃ → NaCl→ Na→ Na₂O₂→ Na₂O→ NaOH→ NaHSO₄→ Na₂SO₄ → Na

Мына қ атарда LiOH –CsOH негіздік қ асиеттері қ алай жә не неге олай ө згереді?

Ұ сынылғ ан ә дебиеттер:

1. Омаров Т. Т., Танашева М. Р. Бейорганикалық химия (таң дамалы тараулар) Алматы, 2008ж, -543 б 2. Шоқ ыбаев Ж. Ә. Бейорганикалық жә не аналитикалық химия. Алматы, «Білім» 2004 ж, -316 б. 3. Ділманов Б. М., Ділманова З. Б. Жалпы химияның теориялық негіздері. Аматы, 2009ж, -194 б. 4. Яшкарова М. Г., Омарова Н. М., Кабдулкаримова К. К., Мусабаева Б. Х. Бейорганикалық хмиядан зертханалық жұ мыстар. Семей, 2007, -79б. 5. Шоқ ыбаев Ж. Ә., Ө нербаева З. О. т. б. Бейорганикалық химия практикумы. Алматы, 2004 ж, -164 б. 6. Бишімбаева Г. Қ. Жалпы химия. Студенттердің ө здік жұ мыстарына арналғ ан оқ у-ә дістемелік қ ұ рал. Алматы, 2007 ж, -39 б. 7. Кабдулкаримова К. К., Омарова Н. М. Студенттің ө здігінен орындауына арналғ ан ә дістемелік қ ұ рал. Семей, 2007, -39 б. 8. Д. Шрайвер., П. Эткинс. Неорганическая химия. 1, 2 том. Москва«Мир» 2009г 9. Р. А. Лидин., В. А. Молочко., Л. Л. Андреева. Химические свойства неорганических веществ. Москва, 2000 г. -479 с.

⇐ Предыдущая 5 6 7 8 9 101112 13 14 Следующая ⇒