Урок по теме 'Коррозия металлов'

Коррозия металлов

Ход урока.

I. Организационный момент. - 1 мин.

Учитель: Здравствуйте, ребята, садитесь

II. Проверка домашнего задания, актуализация знаний учащихся. - 8 мин.

Учитель: Вспомним, какую тему, какие вещества мы с вами изучаем.

Ученики: Мы изучаем тему: «Металлы».

Учитель: Для того чтобы изучать дальше, мы повторим свойства металлов. Учащимся предлагается тестовое здание.

1. В химических реакциях металлы играют роль:

а) окислителей;

б) восстановителей;

в) окислителей и восстановителей.

2. Неактивные металлы с водой:

а) реагируют при нагревании;

б) не реагируют;

в) реагируют при нормальных условиях.

3. К активным металлам относятся:

а) Cu, Ag, Hg, Pb;

б) Ca, Be, Ni, Ba;

в) Ca, Na, Li, Ba.

4. С кислородом воздуха легко взаимодействуют:

а) железо, цинк, медь;

б) золото, ртуть, платиновые металлы;

в) калий, кальций, франций.

5. С хлороводородной кислотой взаимодействуют при н.у.:

а) литий, кальций, железо;

б) серебро, магний, медь;

в) цинк, ртуть, никель.

6. Какие из указанных металлов являются более активными, чем железо:

а) Ba, Al, Zn;

б) Cu, Hg, Ag;

в) Al, Zn, Cu.

После выполнения задания, поменялись листочками и проверяем.

Ответ: Б Б В В А А

Критерии оценивания: «5» - без ошибок; «4» - 1 ошибка; «3» - 2-3 ошибки; «2» - 4 и более ошибок.

Листочки с работами и оценками сдать учителю.

Учитель: Какими справочными таблицами вы пользоваться при выборе ответа?

Ученики: Электрохимическим рядом напряжений металлов.

Учитель: К данному ряду мы сегодня еще вернемся.

Учитель: Сегодня, мы с вами поговорим еще об одном важном свойстве металлов. Так как, мы с вами живем в век железа, в век изделий из железа и его сплавов, то в основном речь пойдет о железе.

III. Объяснение нового материала. - 20 мин.

Учитель: Тема нашего урока: «Коррозия металлов».

Цель урока: рассмотреть понятие коррозия металлов, отчего зависит коррозия, и можно ли защитить металлы от коррозии.

Учитель: Что вы слышали, знаете о коррозии?

Ученики (предполагаемые ответы).

Учитель: В настоящее время железные сплавы составляют почти 90% всего количества металлов и металлических сплавов. Металлы и изделия из них имеют большое значение для развития общества в современном мире. Из металлов изготавливают различные детали, машины, произведения искусств и даже памятники. До наших дней сохранились в неплохом состоянии Царь-пушка и Царь-колокол Московского Кремля. Почти в каждой стране, в городе есть свои символы. Например, статуя Свободы - это символ Нью-Йорка, а Эйфелева башня - символ Парижа. Но башня неизлечима больна, - она изготовлена из обычной стали и неотвратимо ржавеет и разрушается, и только химиотерапия помогает бороться с этим смертельным недугом. Эйфелеву башню красили уже 18 раз, отчего ее масса (9000 т) каждый раз увеличивалась на 70 т. Коррозия портит не только памятники, портится внешний вид города, наносится вред в промышленности, в сельском хозяйстве, экологии окружающей среды.

Коррозия - это давний и опасный враг большинства применяемых в технике и быту металлов. По подсчетам экономистов, ущерб, наносимый коррозией, во много раз превышает даже потери от такого страшного стихийного бедствия, как пожары. Да это и неудивительно: ведь огонь буйствует сравнительно редко, а коррозия действует постоянно, ни на один час, ни на одно мгновение не прекращает свою подрывную деятельность. Примерно до 12% всех производимых в мире металлов - это 20 млн. тонн - становится ежегодно жертвами коррозии.

Учитель: Коррозия - это разрушение металлов под действием внешней среды.

Учитель: Какие вещества есть в окружающей среде?

Ученики (предполагаемые ответы): Кислород, азот, углекислый газ, угарный газ, выхлопные газы, пары воды, кислотные дожди: угольная кислота, сернистая кислота, азотная кислота, азотистая кислота, сероводород.

Учитель: Все эти вещества могут влиять на металлы, как по отдельности, так и в комплексе. Вещества взаимодействуют с металлами, вступают в химические реакцию.

Учитель: В химических реакциях участвуют электроны, поэтому коррозию рассматривают как окислительно-восстановительный процесс.

Сущность коррозии:

Fe⁰ - 2e Fe²⁺ Fe²⁺ - 1e Fe³⁺

М⁰ - n e Мⁿ⁺

Учитель: Рассмотрим результаты опытов, которые мы поставили с вами на прошлом уроке.

На столе у учащихся стоят стаканчики с железным гвоздем, опущенным в различные растворы. Работа по группам, каждая группа объясняет свои наблюдения. (Одновременно идет презентация на экране).

1 группа:

Железный гвоздь, опущенный в кипяченую воду. Железо слабо прокорродировало, в чистой воде коррозия идет медленнее, так как вода слабый электролит.

2 группа:

Железный гвоздь, опущенный в раствор хлорида натрия. Скорость коррозии гораздо выше, чем в первом случае, следовательно, хлорид натрия увеличивает скорость коррозии.

3 группа:

Железный гвоздь в контакте с медной проволокой, опущенный в раствор хлорида натрия. Скорость коррозии очень велика, образовалось много ржавчины. Следовательно, хлорид натрия - это сильно коррозионная среда для железа, особенно в случае контакта с менее активным металлом - медью.

4 группа:

Железный гвоздь в контакте с цинковой пластинкой, опущенный в раствор хлорида натрия. Наблюдаем коррозию, но только не железа, а цинка, так как железо в контакте с более активным металлом не коррозирует, остается защищенным до тех пор, пока не прокорродирует весь цинк.

5 группа:

Железный гвоздь опущен в раствор хлорида натрия, к которому добавили гидроксид натрия. Коррозия в данном случае практически отсутствует.

Следовательно, гидроксид натрия замедляет коррозию.

Учитель: Сделаем вывод. Отчего зависит коррозия металлов?

Ученики (предполагаемые ответы): Коррозия металлов зависит от раствора, в котором находится металл и от контакта с другими металлами.

Учитель: В контакте с медью получили один результат, а в контакте с цинком - другой. Почему так происходит?

Ученик: Это зависит от активности металлов. Коррозия металла резко усиливается, если он соприкасается с менее активным металлом и наоборот коррозия резко ослабляется, если металл соприкасается с более активным металлом.

Учитель: Как можно определить активность металлов?

Ученик: Активность металлов определяем по электрохимическому ряду напряжения металлов.

Учитель: В 5 стаканчике коррозия не происходит. Почему?

Ученик: Гидроксид натрия замедляет процесс коррозии.

Учитель: Такие вещества называются ингибиторами (замедлителями) коррозии.

Учитель: По механизму коррозию делят на химическую и электрохимическую коррозию.

Коррозия металлов

Химическая

4Fe + 3O₂ + 6H₂O = 4Fe (OH)₃

Коррозия железа и образование ржавчины

Электрохимическая

Fe/Cu Zn/Fe

Fe⁰ - 2e =Fe²⁺ Zn⁰ - 2e = Zn²⁺

Окисление более активного металла

Химическая коррозия - это взаимодействие металла с сухими газами или жидкостями, которые не проводят электрический ток. Электрохимическая коррозия - это разрушение металла, который находится в контакте с другим металлом в присутствии воды или раствора электролита.

Основополагающим звеном для понимания электрохимической коррозии является электрохимический ряд напряжения металлов.

Проводится физкультминутка.

Учитель: Можно ли защитить металлы от коррозии?

Ученики (предполагаемые ответы):

- защитное покрытие (краски, эмали, лаки, масла);

- металлические покрытия (оцинковка, лужение);

- изготовление сплавов, стойких к коррозии;

- протекторная защита;

- введение ингибиторов (замедлителей коррозии)

После обсуждения, ученики делают записи в тетради.

Учитель: А может ли коррозия приносить пользу?

Ученики (предполагаемые ответы). После обсуждения, слушаем сообщения учащихся.

Ученик 1: Любопытную технологию превращения слоя ржавчины в … защитное покрытие удалось разработать индийским ученым. Для этого на стальное изделие, покрытое густым налетом ржавчины, наносят специальный состав, благодаря которому слой оксидов становится прочным панцирем черного цвета. Затем на него наносят краску, которая, кстати, держится на этом защитном слое надежнее, чем непосредственно на металлической поверхности. Теперь изделию коррозия не страшна.

Ученик 2: В 1834 году в «Горном журнале» была опубликована статья «Улучшение железа и стали посредством ржавления в земле». Способ превращения железа в сталь через ржавления в земле известен людям с глубокой древности. Например, черкесы на Кавказе закапывали полосое железо в землю, а, откопав через 10-15 лет, выковывали из него свои сабли, которые могли перерубить даже ружейный ствол, щит, кости врага. В земле железо, естественно, ржавело, но одновременно насыщалось углеродом и азотом при контакте с различными органическими веществами почвы. Ржавчина обладает хорошей сорбционной способностью к различным органическим веществам. После выкапывания ржавое железо вместе с органическими веществами нагревали в горнах, ковали, а затем охлаждали водой - закаливали. Углерод и азот появлялись в поверхностном слое откованного металла, упрочняя его и сообщая ему особую твердость. В слое при термической обработке образуется очень твердое соединение: карбид железа Fe₃C - цементит. Впоследствии для получения твердой стали вместо длительного пребывания железа в земле перешли к плавке железа под слоем древесного угля.

Учитель: Как видите, процесс коррозии может иногда приносит и пользу.

IV. Закрепление. - 5 мин.

Учитель: Для закрепления, проанализируйте ситуации и ответьте на вопросы.

1. К стальному днищу машины была предложена проекторная защита. Какой металл для этого лучше применить: цинк, медь или никель?

2. Почему стоматологи уверяют, что рядом со стальной коронкой не рекомендуют ставить золотую коронку?

3. Лист железа, покрытый цинком, и лист железа, покрытый оловом, процарапали до железа. Будет ли подвергаться коррозии железо в обоих случаях?

4. Объясните химические процессы, упоминаемые А. Ахматовой.

На рукомойнике моем

Позеленена медь,

Но так играет луч на нем,

Что весело глядеть.

V. Подведение итогов. - 5 мин.

Учитель: Итак, подведем итоги. Что мы изучили на сегодняшнем уроке?

Ученик: Мы изучали тему «Коррозия металлов».

Учитель: Что такое коррозия металлов?

Ученик: Коррозия металлов - это разрушение металлов под действием внешней среды.

Учитель: На какие виды по механизму делят коррозию металлов?

Ученик: Коррозия может быть химической и электрохимической.

Учитель: Можно ли защитить металлы от коррозии?

Ученик: Можно. Способы защиты от коррозии: покрытия, протекторная защита, нержавеющие сплавы, введение ингибиторов. Существуют различные способы защиты от коррозии.

VI. Инструктаж домашнего задания. - 1 мин.

Запишите домашнее задание: по учебнику параграф 10, упражнения 1,2 стр.51

Информационная карта урока «Коррозия металлов»

Тема урока

Коррозия металлов

Место урока в теме

Тема 2, урок 14

Тип урока

Изучение нового материала

Вид урока

Традиционный, комбинированный

Цели урока:

образовательные

Сформировать представление о коррозии металлов как самопроизвольном окислительно-восстановительном процессе, ее причинах, классификации коррозионных процессов и способах защиты от коррозии.

развивающие

Развивать самостоятельность, умение выделять главное, обобщать изучаемые факты, делать выводы, умение сравнивать, логические излагать свои мысли, развивать познавательный интерес к предмету, развивать потребность к учению.

воспитательные

Продолжить формирование навыков планирование ответов, умение работать в группах, доброжелательного отношения к своим товарищам при работе в группах, воспитание положительной мотивации к процессу обучения.

Содержание урока

Понятие коррозия металлов. Роль знаний о коррозии металлов для практической деятельности человека. Условия, влияющие на процесс коррозии металлов, виды коррозии. Способы защиты от коррозии.

Требования к знаниям и умениям

Должны знать: понятие коррозии металлов, виды коррозии и способы защиты от коррозии

Должны уметь: определять способ защиты металлов от коррозии

Этапы урока

Организационный момент - 2 мин

Актуализация знаний, выполнение тестового задания - 8 мин

Усвоение новых знаний - 20 мин

Первичная проверка степени усвоения материалов - 5 мин

Подведение итогов - 5 мин

Средства обучения

Мультимедийное сопровождение, оборудование и реактивы для лабораторного эксперимента

Методы и приемы обучения

Метод проблемного изложения материала, метод поисковой беседы, исследовательский метод в сопровождении лабораторного проблемного эксперимента

Способ мотивации

Связь темы с повседневной жизнью. Оптимальное решение практических проблем - защита металлов от коррозии

Формы организации учебной деятельности

Коллективная, групповая, самостоятельная

Виды познавательной деятельности

Постановка проблемы, наблюдение за экспериментом, осознание результатов эксперимента, участие в решении проблемной задачи, формирование выводов

Способы управления познавательной деятельности

Ознакомление с целями и задачами урока, видами итоговой отчетности и контроля.

Способы отслеживания результатов

1. Контроль в виде тестового задания

2. Вопросы для закрепления.