Коррозия металлов
план-конспект урока

Коррозия металлов

Задачи: 
Образовательные. 
• Дать понятие о коррозии металлов.
• Рассмотреть виды классификации коррозии по различным признакам.
• Показать методы защиты от коррозии.
Воспитательные. 
• Проиллюстрировать принцип познаваемости мира, возможность использования информационных технологий для описания и понимания химических процессов, происходящих в окружающей среде.
Развивающие. 
• Развивать познавательный интерес, умение логически мыслить, прогнозировать, находить и объяснять причинно-следственные связи.

Тип урока: изучение нового материала.
Методы обучения: объяснительно - иллюстративный с элементами проблемного обучения,  аналитический (задачи).
Оборудование: компьютер, мультимедийный проектор, экран, мультимедийная презентация, серная кислота, цинк, медная проволока, пробирка.
Форма проведения: урок-лекция

План:
1. Организационно-мотивационный этап.
2. Лекция с показом презентации «Коррозия металлов».
3.Ролевая игра «Пресс-конференция»
4. Решение производственных задач.
5. Рефлексия.

Ход мероприятия.
1. Вводное слово учителя. 
Учитель. Здравствуйте. Садитесь. Сегодня наше занятие посвящено одной из проблем решаемой человечеством - коррозии металлов. Слайд №1
Прежде, чем перейти к лекции и просмотру презентации, предлагаю выполнить задание: на доске записаны вопросительные слова: что?, почему?, как? Составьте, пожалуйста, вопросы к теме «Коррозия металлов» используя данные вопросительные слова.
Фронтальный опрос учащихся с фиксированием лучших вопросов на доске.
Например:
- Что такое коррозия металлов?
- Почему возникает коррозия металлов?
- Как защитить металл от коррозии?
Учитель. Скажите, пожалуйста, какова будет цель нашего урока?
Ученики. Получить ответы на поставленные вопросы.
Учитель. Хорошо, сейчас вы прослушаете лекцию, фиксируя на листах бумаги краткие ответы на вопросы, которые находятся на доске по вариантам, а в конце лекции я проверю ваши работы.

2. Лекция. Показ презентации.

Слово коррозия происходит от латинского «corrosio», что означает разъедать, разрушать. Ученые дают следующее определение коррозии Слайд №2: «1. Коррозия – это процесс самопроизвольного разрушения металла под действием окружающей среды». Запишите его в тетрадь.

Далее рассмотрим коррозию с позиции человека, считая, что коррозия – это вредное явление. Слайд №3 . Ежегодно в мире по причине коррозии теряется 20 млн. тонн металла, в России – 5-6 млн.тонн. По сравнению с затратами на восстановление металла более существенными являются косвенные потери, которые могут привести к человеческим жизням: взрыв газо- и нефтепровода, прорыв водопровода, поломка деталей автомобиля, изнашивание металлоконструкций зданий, мостов, разрушение памятников и т.д.

Виды коррозии. Слайд №5. На следующих слайдах рассмотрим классификацию коррозии. На Слайде № 6. дана общая схема классификации коррозии, записывать ее не надо так как, дальше все указанные виды коррозии рассмотрим более подробно.

По виду коррозионной среды. Слайд № 7, Слайд №8
- Газовая (в газах при высоких температурах, при отсутствии влаги)
- Атмосферная (кислород, углекислый газ, сернистый газ, вода и др.)
- Жидкостная (морская, речная, водопроводная вода)
- Почвенная (вода, соли, имеющиеся в почве газы)
- Блуждающими токами (разрушаются металлоконструкции, находящиеся в зоне блуждающего тока, характерен в местах, где проложены рельсы для электропоездов).
По характеру разрушений. Слайд №9 , Слайд №10.

- Сплошная (распределяется по всей поверхности металла): равномерная, неравномерная.
- Местная коррозия Слайд №11 (разрушаются отдельные участки поверхности металла): язвенная, точечная, пятнами.

Вопрос: какая из представленных на слайде коррозий является наиболее опасной?
В процессе беседы приходят к выводу: наиболее опасной из всех видов коррозии является точечная. Она мало заметна, но проникает в глубь металла, что может вызвать поломку деталей при незначительном ударе «где тонко, там и рвется».

Причины возникновения местной коррозии- соль, рассыпанная на дорогах и морская соль. По процессам. Слайд№13 ,

Различают химическую и электрохимическую коррозии.

- Химическая коррозия Слайд № 14.– самопроизвольное разрушение металлов в среде окислительного газа (кислорода, галогенов и т.д.) при повышенных температурах или в жидких не электролитах. Газовая: 2Fe + 3Cl2 = 2FeCl3, 4Fe + 3О2 = 2Fe2 О3
В жидких не электролитах: в нефти, сере, органических веществах. Cu + S = CuS,
2Ag + S = Ag2S, 2Al + 6ССl4 = 3C2Cl6 + 3AlCl3
- Электрохимическая коррозия металлов Слайд № 15 – В местах соприкосновения двух металлов возникает разность потенциалов, происходит окислительно-восстановительная реакция. Такая коррозия называется электрохимической. Если два различных металла, находящихся в контакте между собой, опустить в водный раствор электролита, то металл более активный, расположенный в электрохимическом ряду напряжений левее, будет разрушаться, предохраняя тем самым менее активный металл от коррозии.

На этом процессе построена протекторная защита металла от разрушения.

Протекторная защита. Слайд №21. Защищаемое изделие соединяют с более реакционноспособным металлом, который корродирует в первую очередь. Основной металл при этом не разрушается.

На слайде показан процесс, проходящий при протекторной защите железа цинком.

На защиту металлов и сплавов от коррозии тратятся большие средства. Зная об условиях течения процессов коррозии, вы сможете сами предложить способы защиты от нее.

Давайте на какое-то время представим, что прошло несколько лет, и вы становитесь хорошим профессионалом своего дела. Вас приглашают на конференцию, где будут затронуты вопросы защиты автомобилей от разрушения в процессе коррозии.

На столах у вас небольшие тексты, ознакомьтесь с ними. Итак, начнем нашу мини конференцию.

Текст 1

Способы защиты металла от коррозии производителями автомобилей

1. Применение ингибиторов - это вещества, способные замедлять протекание химических процессов или останавливать их. Сейчас известно более 5 тыс. ингибиторов. Наиболее распространенный нитрат натрия.
2. Нанесение защитных неметаллических покрытий: краска, лак, грунтовка,  эмаль, пластмассы, смазочные масла.
3. Нанесение защитных металлических покрытий: никелирование, хромирование, оцинковка.

Текст 2

Протектор на автомобиле.

При полной протекторной защите автомобиля осуществляется хромирование бамперов и элементов оформления, а детали кузова выполняют из оцинкованного листа (при изготовлении кузова из стали с цинковым покрытием толщиной всего 0,09 мм срок его службы увеличивается на 4 года и более).

Достаточно эффективную местную протекторную защиту не очень сложно осуществить и самому путем нанесения слоя цинка на поверхности той или иной стальной детали способом электролитического осаждения. Так, этим способом удобнее всего защищать наиболее подверженные воздействию влаги детали подвески и ходовой части автомобиля.

Текст 3

Для защиты от коррозии существует три метода: пассивный, активный и преобразующий.

Для активного метода сгодится защитное средство, создающее на металлической поверхности соединение, устойчиво защищающее машину от атмосферной коррозии. Из наиболее известных средств защиты отлично зарекомендовал себя препарат «Мовиль», его разработкой занимались специалисты из Москвы и Вильнюса, отсюда и название. Мовиль прекрасно конкурирует со шведским средством Тектил-309, его активно использовали автомобилестроители с АвтоВАЗа.

Способности Мовиля позволяют осуществить полную изоляцию и герметизацию обработанных поверхностей. Содержащийся в нём ингибитор способен вести активное сопротивление очагам ржавления. Поверхность металла можно обрабатывать, не снимая предыдущую битумную или мастичную изоляцию. Полностью закрывая собой обработанную поверхность, он ещё и просачивается сквозь трещины к металлу. Мовиль не только изолирует металл, но и останавливает начавшееся ржавление. Вытесняя влагу, он проявляет универсальные способности и позволяет использовать его в самых недоступных местах. Но Мовиль не совместим с синтетическими мастиками, он их разрыхляет, и отслаивает от металлической поверхности. Безжалостно он также относится к резиновым деталям. Это следует учесть при обработке.

Текст 4

Для защиты от коррозии существует преобразующий метод.

Защита по принципу преобразующего метода основывается на приостановлении распространения ржавчины и превращение уже ржавых участков в грунт, впоследствии легко окрашиваемый и доступный к обработке мастиками. Самыми распространенными средствами подобной защиты являются «Феран» и «Омега-1».
Используя Омега-1, проследите, чтобы остатки средства, не вступившие в реакцию, были полностью удалены.

Феран не только останавливает развитие коррозии, но и создает слой защиты.
Для защиты хромированных деталей перед зимой используйте лак «Антикор». Перед нанесением протирают поверхность смоченной в скипидаре или спирте ветошью с зубным порошком или мелом. Также имеется в продаже средство «Хромофикс», он специально создан для защиты хромированных поверхностей.

Текст 5

Медленно, но уверенно атмосферная коррозия превращает ваш автомобиль в ржавое корыто. И если этому процессу не противостоять то кузов машины по прошествии нескольких десятков лет сгодится разве, что для сдачи в металлом. Для защиты от этой неприятности существует три метода: пассивный, активный и преобразующий.
Для пассивного метода защиты используются специальные мастики, они создаются на битумной (реже каучуковой или смоляной) основе, в состав их входят разнообразные масла, волокнистые вещества и графит. Для их нанесения предварительно очищают днище и накладывают его толстым слоем. Т.О. происходит не только защита от влаги и воздуха, но и от механических повреждений. Плюс появляется шумоизолирующий эффект. Обратите внимание на тщательность обработки поверхности. Попадание влаги под мастику может создать обратный эффект.

Привлекательность мастик заключается в сохранении эластичности даже в мороз. Но они подвержены эрозии, за обработанной поверхностью нужно постоянно следить и при необходимости производить обновления. Создавая определённый дискомфорт мастики доступнее и дешевле лакокрасочных покрытий.

Текст 6

По данным Шведского института коррозии, примерно 40% машин образца 1998–1999 гг. успели проржаветь. Из более свежих авто 2000–2001 гг. уже сгнило каждое пятое! Обозначены и «лидеры» – худшими из худших признаны Mazda 626 , «форды» моделей «Фокус» и «Мондео», а также, представьте себе, «Мерседес» Е-класса!

Хотя производители этих марок лихо увеличивают гарантию на отсутствие сквозной коррозии до 10–12 лет.

Коррозируют, в первую очередь, точечные сварные и вальцованные соединения – именно их труднее всего защитить от ржавчины. (Показаны на рис.)

Самыми ржавеющими оказались точечные сварные соединения – например, порога и заднего крыла: такие участки гниют куда интенсивнее, нежели обработанные вальцованные соединения.

Подчеркнем главную мысль – в гниении всех автомобилей виноват вовсе не плохой металл! С его качеством как раз все в порядке – а вот неудачный дизайн детали вместе с неграмотной конструкцией и непродуманной технологией как раз и приводит к тому, что защитное покрытие не защищает детали авто. В одном месте – слишком острые углы, в другом – забыли про вентиляцию, или выполнили точечную сварку, которая является лучшим другом ржавчины…

Тем, кто намерен обеспечить своим авто нормальную защиту, мы настоятельно рекомендуем дополнительную антикоррозионную обработку – что бы там ни обещали производители.

Текст 7

Правильный уход за автомобилем

Кузовной ремонт - это звучит не просто страшно, но еще и очень «дорого». Действительно, лучше свое авто от таких неприятностей уберечь. Но как это сделать? Правильный уход за автомобилем позволит продлить срок службы его основных узлов и кузова.
Если говорить именно о кузове автомобиля, то, пожалуй, самая большая проблема, которую приходится решать – это образование ржавчины. Причем страдают от этого и отечественные и европейские авто. В отношении проблем с ржавчиной на кузове все авто пожалуй равны, ведь «железная чума» не щадит никого. Так что же делать? Прежде всего, постоянно осматривать свой автомобиль на предмет повреждений лакокрасочного покрытия. И если вы обнаружили даже небольшие царапины, следует сделать все возможное для их устранения.

Для этого можно действовать различными способами. Если скол краски располагается на капоте, то вряд ли у влаги есть шанс задержаться в нем надолго. И все же, будет лучше хотя бы закрасить поврежденный участок, что вполне можно сделать самостоятельно своими руками.

А вот на скрытых поверхностях ремонт следует проводить более тщательно и иметь некоторые знания жестяночно-малярных работ. Прежде всего, необходимо обработать участок фрезой, затем зашпаклевать, загрунтовать и только после этого нанести краску. В некоторых «тяжелых» случаях поврежденный участок вырезается, а на его место устанавливается заплатка.

Текст 8

Профилактика коррозии

Что касается профилактики, то тут такие советы:

Обеспечьте в гараже отличную вентиляцию и применяйте антикоррозийную обработку Раст стоп.

При отсутствии гаража не ленитесь пользоваться чехлами (тентами). Материал тентов должен быть брезент или специальные плёнки. Используйте специальные подпорки, устанавливаются они так, чтобы обеспечить свободную циркуляцию воздуха. От обычных тряпичных чехлов откажитесь, толку от их использования никакого и даже возможен вред.
Для продления службы резиновых деталей рекомендуется использовать пасту «Суодис». Её наносят очень тонким слоем на поверхность уплотнителя ватным тампоном, а потом в течение суток сушат. Частично сохраняющий эффект окажет протирание резиновых уплотнителей ветошью, смочив её предварительно в глицерине.

1. Какие же меры в первую очередь предпринимают производители автомобилей, чтобы защитить его от процессов коррозии?
2. Ставят ли протекторы на автомобиль?
3. Какие профилактические меры необходимо принимать автовладельцу?
4. Как правильно ухаживать за автомобилем владельцу, чтобы увеличить срок службы своего транспорта?
5. Какие существуют 3 метода защиты?
6. Какие современные средства надежно защитят наш автомобиль по активному методу, пассивному  и преобразующему?
7. Какие места в автомобиле оказываются самыми незащищенными от коррозии?
8. Можете ли вы назвать марки автомобилей, которые являются самыми некачественными в коррозионной стойкости?

ИТАК вернемся к вопросам, поставленным в начале урока - Что такое коррозия металлов?- Почему возникает коррозия металлов?- Как защитить металл от коррозии?

Закрепление

Решение производственных ситуаций

1. Деталь в стальном кузове скрепили алюминиевым болтом. Железо или алюминий начнут быстро коррозировать в этой паре?
2. Вещества, которые замедляют коррозию называются ингибиторами?
3. Автослесарь  решил  в автомобиле  гайки крепления коллектора навернуть на стальные шпильки. В наличии оказались латунные (основа сплава - цинк) и медные гайки. Какие гайки лучше выбрать
4. К стальному днищу машины была предложена протекторная защита. Какой металл для этого лучше применить: Мg или Cu?
5. Какой автомобиль быстрее закончит срок своей службы - городской или из сельской местности?

Подводим итоги урока.

Тема урока: Коррозия металлов

Задание: ОТВЕТИТЬ на вопросы по лекции

1 вариант

1. Назовите процесс коррозии металлов одним словом. _________________________
2. Что является агрессивным компонентом в жидкостной коррозии?_____________________________________________________________
3. Какой металл будет разрушаться при контакте 2-х разных по активности металлов: более или менее активный? _______________________________________________

Тема урока: Коррозия металлов

Задание: ОТВЕТИТЬ на вопросы по лекции

1 вариант

1. Назовите процесс коррозии металлов одним словом. _________________________
2. Что является агрессивным компонентом в жидкостной коррозии?_____________________________________________________________
3. Какой металл будет разрушаться при контакте 2-х разных по активности металлов: более или менее активный? _______________________________________________

Тема урока: Коррозия металлов

Задание: ОТВЕТИТЬ на вопросы по лекции

1 вариант

1. Назовите процесс коррозии металлов одним словом. _________________________
2. Что является агрессивным компонентом в жидкостной коррозии?_____________________________________________________________
3. Какой металл будет разрушаться при контакте 2-х разных по активности металлов: более или менее активный? _______________________________________________

Тема урока: Коррозия металлов

Задание: ОТВЕТИТЬ на вопросы по лекции

1 вариант

1. Назовите процесс коррозии металлов одним словом. _________________________
2. Что является агрессивным компонентом в жидкостной коррозии?_____________________________________________________________
3. Какой металл будет разрушаться при контакте 2-х разных по активности металлов: более или менее активный? _______________________________________________

Тема урока: Коррозия металлов

Задание: ОТВЕТИТЬ на вопросы по лекции

2 вариант

1. Что разрушается под действием окружающей среды? _________________________
2. Что является агрессивным компонентом в атмосферной  коррозии? _______________________________________________________________________
3. Как называется коррозия, которая происходит в местах соприкосновения 2-х разных металлов? _______________________________________________________

Тема урока: Коррозия металлов

Задание: ОТВЕТИТЬ на вопросы по лекции

2 вариант

1. Что разрушается под действием окружающей среды? _________________________
2. Что является агрессивным компонентом в атмосферной  коррозии? _______________________________________________________________________
3. Как называется коррозия, которая происходит в местах соприкосновения 2-х разных металлов? _______________________________________________________

Тема урока: Коррозия металлов

Задание: ОТВЕТИТЬ на вопросы по лекции

2 вариант

1. Что разрушается под действием окружающей среды? _________________________
2. Что является агрессивным компонентом в атмосферной  коррозии? _______________________________________________________________________
3. Как называется коррозия, которая происходит в местах соприкосновения 2-х разных металлов? _______________________________________________________

Тема урока: Коррозия металлов

Задание: ОТВЕТИТЬ на вопросы по лекции

2 вариант

1. Что разрушается под действием окружающей среды? _________________________
2. Что является агрессивным компонентом в атмосферной  коррозии? _______________________________________________________________________
3. Как называется коррозия, которая происходит в местах соприкосновения 2-х разных металлов? _______________________________________________________