Металдардың жемірлуі және онымен күресу жолдары

Жаңаөзен мектеп-гимназиясы

(ашық сабақ)

Пән мұғалімі: Атабай А.Р

2015-2016 оқу жылы

Сынып: 10 «А»

Сабақ түрі: аралас сабақ

Көрнекілігі: слайдтар, интерактивті тақта, кесте.

Мақсаты:

Бімділік: Қызықты формада коррозия түрлерін: химиялық және электрохимиялық; әртүрлі ортадағы химизмін және металдардың коррозиядан сақтандыру жолдарын үйрену.

Тәрбиелік: Металдардың жемірілуін болдырмау, алдын алу шараларын білуге тәрбиелеу.

Дамытушылық: оқушылардың ойлау қабілетін, алған білімдерін өмірде қолдана білуін дамыту.

Сабақтың барысы:

І. Қызығушылық ояту: (8 минут)

1947 жылы Канадада қолданысқа берілген қолданысқа берілген темір жол көпірі 1951 жылы 31 қаңтарда бұзылды.

1964 жылы Греландияда 400 метрлік ең биік антена құлады.

Бұл мысалдар нені білдіреді? Бүгінгі сабақта осындай жағдайлардың келіп шығу себептерімен танысатын боламыз. Алдымен металдар туралы біліміді қайталап алайық.

Металдар адамзат қоғамына ерте кезден бері белгілі. Өркениетті өндірістің дамуына сәйкес және адамдардың металдарды игеруіне, қолдануына байланысты тарихта бүтіндей металдар дәуірлерінің аты қалды .

1. Ең қатты металл? (хром)

2. Ең сұйық металл? (сынап)

3. Ең ауыр металл? (осмий)

4. Қанның құрамына кіретін металл? (темір)

5. Ең жеңіл металл? (литий)

6. Металдардың патшасы? (алтын)

7. Ең қиын балқитын металл? (вольфрам)

8. Суды қандай сұйық металмен қатыруға болады? (сынап)

9. Гологендерді қай металмен анықтаймыз? (күміс)

ІІ. Жаңа сабақ: (15 минут)

Бүгінгі сабақты мен металдар патшасы «Алтын» мен металдар үшін ең қиын ауру «Коррозия» көмегімен бастайын.

Алтын: Темір отбасынан коррозияға шағым түсті. Ол былай болған.

Кешкілікте бір күні үй есігін қағылады. Темір есікті ашады. Үйге сұмырай коррозия және оның көмекшілері - оттегі, сутегі ионы жене электролит кіріп келеді. Сол сәтте темір ашуға булығып таттана бастайды.

Тек қана темір отбасы ғана емес сонымен бірге басқа отбасыларыда коррозиядан жапа шегіп жүр. Коррозиядан тек қана беттік қаптамалары барлар ғана сақтана алады. Бірақ бұл қаптама қандай қалындығы болмасын ол темірді қорғай алмайды. Себебі, жарықшақтар мен тесіктер арқылы оттегі металға енеді.

Коррозия: О, әңгімеңіз мен туралы болып жатыр екен ғой. Сендер менің қылықтарымды білгілерің келіп отыр ма?

Алтын: Сен кімсің өзі?

Коррозия: Мен? Жарайды айтамын, ал сендер жазыңдар.

Мұғалім: Коррозия - металдар және олардың құймалары үшін ең қиын ауру, ол қоршаған ортамен химиялық және электрохимиялық әрекеттесулер арқылы металдық материялдардың өзбетімен бұзылуы.

Коррозия бұл тотығу - тотықсыздану процесс, корозияға ұшырайтын металдар атомдары өздерінің валентілік электрондарын беріп жібереді де, көбінесе оксидтер мен гидроксидтер түзіп тотығады, оны көбіне қақ деп атайды.

Оттек молекуласы темірді алдымен Ғе^+2, содан кейін Ғе⁺³ катионына айналдырады:

Тотықсыздандырғыш 2Ғе⁰ - 2ē  2Ғе⁺²

Тотыктырғыш О⁰₂ + 4ē = 2О₂^-2

Тотықсыздандырғыш Fe⁺² - ē Fe⁺³

Тотыктырғыш О⁰₂ +4ē 2О^-2

Алтын: Сізде көп көмекші бар деп айтады ғой? Сізді неге біресе химиялық, біресе электрохимиялық деп құрметтейді? Бұл жерде қандай құпия бар?

Коррозия: Бұзылу сипатына қарай мен - жалпы, нүктелік және кристал аралық болып бөлінемін.

Ал, жүру механизмім бойынша химиялық және электрохимиялық.

Алтын: Химиялық коррозия мен электрохимиялық коррозияның айырмашылығы неде?

Коррозия: Өзімің достарымның көмегімен айрмашылғын түсіндірейін. Егер де мен өзіммен бірге оттегі, хлор, күкірт (IV) оксиді және күкірт сутегін ертіп қыдырсам, онда мені химиялық деп құрметтейді. Жазып алыңдар: Химиялық коррозия - электр тоғын жүргізбей, қоршаған орта әсерінен болады. Мен көбінесе оттегі және азот оксидімен жүремін бұл кезде мені атмосфералық деп те атайды.

Бауыларым хлор және оттегі.

Хлор: Темірмен есеп айырыса

2Fe + 3Cl₂ = 2 FeCl₃

Оттегі: Ал мыспен кездестін болса

2 Cu + O₂ = 2 CuO

Мұғалім: Көп жағдайда химиялық коррозияның өнімдері металл бетінде пленка түзіп, коррозиялық процестің баяулауына әкеледі.

Көбінде металдардың бұзылуын электрохимиялық коррозия себепші, жемірілу электролит ерітінділерінде өтеді, ол белсенділігі төмен металдардың қатысуымен күшейе түседі. Электрондардың ауысуымен, микротоктың пайда болуымен жүреді.

Электрохимиялық коррозиялық процесс өте қиын, ол бірнеше сатыдан тұрады:

1. Анодтық процесс - металдың ерітіндіге ион түрінде өтуі, яғни металдың бұзылуы:

Fe⁰ - 2e → Fe⁺²

2. Электрондардың анодты бөліктен катодқа ауысуынан және иондардың ерітніде жылжуы.

3. Катодты процесс - белсенділігі төмен металл электрондарды қабылдайды:

Ox + ne = Red

(Ox - тотықтырғыш бөлшегі, Red - оның тотықсызданған күйі, n - тотықтырғышқа берілген электрон саны), осылай коррозиялық процесті күшейтеді.

Кернеу қатарының орта шенінде жемірілуге баяу ұшырайтын металдар орналасқан. Олардың біразы, мысалы, магний, мырыш, алюминий, хром, никель жемірілуге төзімді, себебі металдардың бетінде оксидтен тұратын өте жұқа қабықша пайда болып, металдарды қоршаған ортамен жанасудан сақтап тұрады. Күмістен кейінгі бекзат металдар мүлдем жемірілуге ұшырамайды. Магнийдің сол жағында тұрған металдар қарама қарсы қасиетке ие.

Жүру жағдайына байланысты әртүрлі процесстер жүреді.

Қышқыл ортада, мысалы әлсіз тұз қышқыл ерітіндісінде:

анод(Fe): Fe⁰ - 2e → Fe²⁺

катод(Сu): 2H⁺ + 2e → H₂⁰

Fe + 2 HCl → FeCl₂ + H₂

Нейтралды ортада:

анод(Fe): Fe⁰ - 3e → Fe³⁺

катод(Сu): O₂ + 2H₂O + 4e → 4OH^-

4Fe + 6 H₂O+ 3O₂ → 4Fe(OH)₃

Алтын: Қымбатты оқушылар металдарды түсінгендей, біз өте қауіпті қылмыскермен сұқбаттасып отырмыз. Ол жылына 6 милд. тонна темірді құртады, сондықтан да азаматша коррозияның қылмыстарын тоқтату үшін қандай шара қолдануымыз керек?

Коррозия: Мені бекер қылмыскер деп айтып тұрсыздар. Мен жай ғана сотқармын.

Мұғалім:

Коррозиядан сақтандыру жолдары:

ІІІ.Қорытындылау: (8 минут)

Металдардың коррозиясы

І НҰСҚАА) тотықтырғыш;

Б) тотықсыздандырғыш;

В) тотықтырғыш және тотықсыздандырғыш

2.

Белсенділігі төмен металдар сумен ....

А) қыздыру кезінде әрекеттседі;

Б) әрекеттеспейді;

В) қ.ж. әрекеттеседі

3.

Белсенді металдарға

А) Cu, Ag, Hg, Pb;

Б) Ca, Вe, Na, Li;

В) Ca, Na, Li, Ba..

4.

Ауа оттегімен оңай әрекеттеседі

А) темір, мырыш, мыс;

Б) алтын, сынап, платиналық металдар;

В) калий, кальций, франций.

5.

Қ.ж. хлорсутегі қышқылымен әрекеттеседі.

А) литий, кальций, темір;

Б) күміс, магний, мыс;

В) мырыш, сынап, никель.

Металдардың коррозиясы

ІІ НҰСҚА) Cu, Ag, Hg, Pb;

Б) Cl₂, SO₂, HCl;

В) HCl, NaOH, Li, Ba..

2.

Ең жеңіл металды ата

А) темір;

Б) натрий;

В) литий.

3.

Ең оңай балқитын металды ата

А) кальций;

Б) мыс;

В) сынап

4.

Ең ауыр металды ата

А) кальций;

Б) мыс;

В) осмий

5.

Ең қиын балқитын металды ата

А) вольфрам;

Б) темір;

В) сынап0

Ә) слайдпен жұмысы:

Коррозия көмекшілерін қағып ал. (3 минут)

IV. Бағалау: (3 минут)

V. Үйге тапсырма: (1 минут)

§6.6 оқу.

1-8 сұрақтарға жауап.