Главная Учебники - Разные Лекции (разные) - часть 28
Федеральное агентство по образованию РФ Южно-Уральский государственный университет Кафедра «Физическая химия» Дисциплина ________________________________________________________ О Т Ч Е Т по лабораторной работе «Электрохимическая коррозия с водородной деполяризацией» Студент группы_______________ ____________________________ Челябинск Цель работы
: установить зависимость скорости коррозии железоуглеродистых сплавов в разбавленной серной кислоте от содержания углерода в сплаве. Общие положения В разбавленном растворе серной кислоты (до 20 мас.% H2
SO4
, р
Н » 1) железоуглеродистые сплавы корродируют с водородной деполяризацией: катодный процесс: 2 H+
(
p-
p)
+ 2 анодный процесс: Fe(тв)
- 2 суммарное уравнение: H2
SO4 (
p-
p)
+ Fe(тв)
® Н2 (газ)
+ FeSO4 (
p-
p)
(3) Водородная деполяризация протекает в кинетическом режиме (самая медленная стадия – или разряд ионов водорода, или рекомбинация атомов водорода в молекулу). Пузырьки водорода формируются преимущественно на поверхности катодных структурных составляющих сплавов (в сталях – на цементите, в сером чугуне – на графите). Поэтому возрастание скорости коррозии uкорр
при постоянной температуре возможно за счет экстенсивного фактора – увеличения площади S
К
катодных участков (при этом скорость
Площадь катодных участков на поверхности сплава пропорциональна концентрации углерода в сплаве, поэтому существует зависимость – чем больше содержание углерода, тем больше скорость коррозии сплава. С ростом температуры скорость химической реакции возрастает в соответствии с уравнением Аррениуса. Для процесса водородной деполяризации это проявляется в уменьшении поляризации катодного процесса. Установлено, что при увеличении температуры на 1 градус перенапряжение выделения водорода уменьшается, в среднем, на 2 мВ. Поэтому с увеличением температуры скорость коррозии железоуглеродистых сплавов в кислых растворах резко возрастает. Обработка результатов
Таблица 1 – Исходные данные образцов Площадь поверхности образца, см2
: S
= 2×(p×d
2
/4) + p×d
×h
Таблица 2 – Экспериментальные результаты 1. Строим графики зависимости объема выделившегося водорода от длительности коррозии u/S
= f
(t) для каждого сплава (вместе 08КП, Ст3 и 45; вместе У10 и АЧС-3):
2. Скорость коррозии u/(S
×t) вычисляем как угловой коэффициент наклона линейной зависимости u/S
= f
(t). Для этого выбираем на линии
графика две точки и по их координатам вычисляем угловой коэффициент наклона:
3. Объемный показатель коррозии вычисляем по формуле
где Р
= …….…..…….
, мм.рт.ст. - фактическое атмосферное давление; Т
= ……..………
, К - температура. В формуле учтены: переход от минут к часам; пересчет объема водорода к нормальным условия (давление 760 мм.рт.ст., температура 273 К). 3. Массовый показатель коррозии железа К
m
вычисляем из объемного показателя коррозии К
об
на основе эквивалентного соотношения между массой прореагировавшего железа и объемом выделившегося водорода (см. уравнение химической реакции (3)):
4. Глубинный показатель коррозии (проницаемость):
Таблица 3 – Результаты расчета показателей коррозии 5. Строим график зависимости массового показателя коррозии К
m
от концентрации углерода в сплаве: Таблица 4 – Десятибалльная шкала 0,001…0,005 0,005…0,01 2 3 0,01…0,05 0,05…0,1 4 5 0,1…0,5 0,5…1,0 6 7 1,0…5,0 5,0…10,0 8 9
4. Оцениваем стойкость железоуглеродистых сплавов в соответствии со шкалой коррозионной стойкости (табл. 4): ВЫВОД:
Вариант 1 «Электрохимическая коррозия с водородной деполяризацией» Объем водорода, см3
Вариант 2 «Электрохимическая коррозия с водородной деполяризацией» Объем водорода, см3
Вариант 3 «Электрохимическая коррозия с водородной деполяризацией» Объем водорода, см3
Вариант 1 «Электрохимическая коррозия с водородной деполяризацией» Объем водорода, см3
Вариант 2 «Электрохимическая коррозия с водородной деполяризацией» Объем водорода, см3
Вариант 3 «Электрохимическая коррозия с водородной деполяризацией» Объем водорода, см3
|