Ăn mòn điện hóa là gì? Tổng hợp kiến thức về ăn mòn điện hóa học

Trong bài viết chi tiết dưới đây, Tip.edu.vn Các bạn sẽ cùng nhau tìm hiểu ăn mòn điện hóa là gì để có thể giải thích tại sao kim loại nói chung hay thanh sắt nói riêng để ngoài trời hoặc ngâm nước sẽ bị gỉ. Ngoài ra, nội dung bài viết cũng sẽ đề cập cụ thể đến hiện tượng ăn mòn điện hóa cũng như các ví dụ, điều kiện, bản chất hay các bài tập về ăn mòn điện hóa. Hãy tham khảo !.

Định nghĩa của ăn mòn kim loại là gì?

Theo định nghĩa, ăn mòn kim loại thực chất là sự phá hủy kim loại hoặc hợp kim do tác dụng của các chất trong môi trường xung quanh. Đây là một quá trình hóa học hoặc điện hóa trong đó các kim loại bị oxy hóa thành ion tích cực.

Ví dụ: X —-> X (n +) + ne

Có hai dạng ăn mòn kim loại chính là ăn mòn hóa học và ăn mòn điện hóa. Chúng ta sẽ tìm hiểu chi tiết về hai loại này, tuy nhiên bài viết sẽ tập trung chủ yếu vào vấn đề ăn mòn điện hóa.

Xem chi tiết >>> Ăn mòn kim loại là gì? Các yếu tố ảnh hưởng đến sự ăn mòn kim loại

Tìm hiểu ăn mòn hóa học là gì?

• Ăn mòn hóa học thực chất là một quá trình oxi hóa khử, trong đó các electron của kim loại được chuyển trực tiếp cho các chất trong môi trường.
• Trên thực tế, hiện tượng ăn mòn hóa học thường xảy ra ở các bộ phận kim loại của máy móc, thiết bị thường xuyên tiếp xúc với hóa chất, oxy, hơi nước ở nhiệt độ cao. Theo định nghĩa, nhiệt độ càng cao, kim loại bị ăn mòn càng nhanh.
• Để nhận biết sự ăn mòn hóa học, ta sẽ thấy sự ăn mòn kim loại mà không có sự xuất hiện của các cặp kim loại hoặc cặp KL-C, đó là sự ăn mòn kim loại.

Tìm hiểu ăn mòn điện hóa là gì?

Ăn mòn điện hóa là gì?

• Ăn mòn điện hóa là gì? Hiện tượng này được định nghĩa là sự phá hủy kim loại do hợp kim tiếp xúc với dung dịch chất điện ly để tạo ra dòng điện. Ăn mòn điện hóa là quá trình oxi hóa khử, trong đó kim loại bị ăn mòn do tác dụng của dung dịch điện phân và tạo ra dòng electron từ cực âm sang cực dương.
• Trong thực tế, ăn mòn điện hóa thường xảy ra khi để một cặp kim loại hoặc hợp kim ngoài không khí ẩm, hoặc ngâm trong dung dịch axit, dung dịch muối, trong nước không tinh khiết, v.v.

Ví dụ về ăn mòn điện hóa

• Kim loại tiếp xúc với không khí ẩm.
• Các đường ống đặt trong lòng đất.
• Thân tàu chìm trong nước…

Có thể thấy, ăn mòn điện hóa là loại ăn mòn kim loại phổ biến và nghiêm trọng nhất.

Bản chất của ăn mòn điện hóa

Cùng với định nghĩa ăn mòn điện hóa là gì thì bản chất của ăn mòn điện hóa cũng là vấn đề được nhiều người quan tâm, ăn mòn điện hóa là quá trình oxi hóa khử xảy ra trên bề mặt các điện cực. Ở cực âm xảy ra quá trình oxi hóa kim loại, ở cực dương xảy ra sự khử các ion (nếu dung dịch sau điện phân có tính axit).

Điều kiện ăn mòn điện hóa

Xem thêm: H2S + NaOH → Na2S + H2O | H2S ra Na2S – VietJack.com

Bên cạnh việc tìm hiểu điều kiện xảy ra hiện tượng ăn mòn điện hóa, nhiều người còn quan tâm đến điều kiện để xảy ra hiện tượng này. Giải thích điều kiện ăn mòn điện hóa cũng là hiểu trường hợp ăn mòn điện hóa. Trong ăn mòn điện hóa xảy ra ở các điều kiện sau:

• Các điện cực phải khác nhau về bản chất, có thể là một cặp 2 kim loại khác nhau hoặc một cặp kim loại với một phi kim, v.v.
• Các điện cực phải tiếp xúc trực tiếp hoặc gián tiếp với nhau qua dây dẫn.
• Các điện cực tiếp xúc với dung dịch chất điện ly

*** Một số lưu ý:

• Nếu không có bất kỳ điều kiện nào trong 3 điều kiện trên thì sẽ không xảy ra ăn mòn điện hóa
• Trong tự nhiên, sự ăn mòn kim loại rất phức tạp, xảy ra đồng thời cả quá trình ăn mòn điện hoá và hoá học.

Cách nhận biết ăn mòn điện hóa

Với cách nhận biết ăn mòn điện hóa thông thường, bạn nên dựa vào điều kiện cũng như trường hợp xảy ra ăn mòn điện hóa như đã nêu ở trên.

Ăn mòn điện hóa của hợp kim sắt

Sự ăn mòn điện hóa của hợp kim sắt (gang, thép) trong không khí ẩm có thể thấy như sau:

• Gang, thép là hợp kim Fe – C gồm tinh thể Fe tiếp xúc trực tiếp với tinh thể C (than chì).
• Không khí ẩm có chứa (H_ {2} O, CO_ {2}, O_ {2} )… tạo ra một lớp dung dịch điện phân phủ lên bề mặt gang thép, làm xuất hiện vô số pin điện hoá mà Fe là cực âm, C là cực dương.

Cơ chế của ăn mòn điện hoá kim loại là gì?

• Gang hoặc thép là hợp kim Fe-C, với cực âm là tinh thể Fe và cực dương là tinh thể C. Khi các điện cực này tiếp xúc trực tiếp với nhau và với dung dịch điện phân có tráng phủ. Do đó, vật thể bị ăn mòn sẽ tuân theo một dạng điện hóa:

• • Ở catot: Nguyên tử Fe bị oxi hóa thành. Cụ thể, các ion này hòa tan trong dung dịch điện phân đã có oxy, nơi chúng tiếp tục bị oxy hóa.
  • Tại cực dương: Các ion hiđro của dung dịch điện phân di chuyển đến cực dương, tại đây chúng sẽ bị khử thành hiđro tự do, rồi thoát ra khỏi dung dịch điện phân.

***Nhận xét: Như vậy, các tinh thể Fe lần lượt bị oxi hóa từ ngoài vào trong. Chỉ sau một thời gian, hợp kim của sắt hoặc gang (thép) sẽ bị ăn mòn.

Biện pháp chống ăn mòn kim loại

Phương pháp bảo vệ bề mặt

• Chúng ta sẽ phủ lên bề mặt kim loại một lớp sơn, nhựa hoặc dầu mỡ …
• Vệ sinh thường xuyên và bảo quản nơi khô ráo, thoáng mát.

Sử dụng kẽm để chống ăn mòn điện hóa

Đây là phương pháp sử dụng một kim loại làm vật “hy sinh” để bảo vệ vật liệu kim loại.

Ví dụ: Vỏ tàu được làm bằng gang. Sắt thép là hợp kim của sắt, cacbon và một số nguyên tố khác. Đi trên biển, vỏ tàu thường xuyên tiếp xúc với nước biển là dung dịch điện phân nên sắt thép bị ăn mòn, hư hỏng.

• Để bảo vệ thân tàu, người ta thường áp dụng các biện pháp sơn để ngăn sắt vỏ tàu tiếp xúc trực tiếp với nước biển. Nhưng ở phần đuôi tàu, do tác động của chân vịt, nước bị khuấy động mạnh nên sơn không đủ. Vì vậy, tấm kẽm phải được gắn vào đuôi tàu.
• Khi đó sẽ diễn ra quá trình ăn mòn điện hóa. Kẽm là kim loại hoạt động mạnh hơn sắt nên bị ăn mòn, còn sắt thì không mất gì.
• Sau một thời gian, miếng kẽm bị ăn mòn, cần thay thế định kỳ. Điều này ít tốn kém hơn nhiều so với việc sửa chữa thân tàu.

Các trường hợp ăn mòn điện hóa thường gặp

Bạn đã biết ăn mòn điện hóa là gì nhưng không biết trường hợp nào xảy ra ăn mòn điện hóa ?. Sau đây là các trường hợp ăn mòn điện hoá thường gặp.

• Kim loại – kim loại (Fe – Cu) kim loại mạnh bị ăn mòn (anot bị oxi hóa) kim loại yếu được bảo vệ.
• Kim loại – phi kim (thép Fe – C).
• Kim loại đẩy kim loại ra khỏi muối (Fe phản ứng với dung dịch (CuSO_ {4} )).
• Kim loại + dd axit và muối của kim loại đứng sau.

Làm thế nào để phân biệt giữa ăn mòn điện hóa và ăn mòn hóa học?

• Ăn mòn kim loại: PHỤC VỤlà sự phá hủy kim loại do tác dụng của các chất trong môi trường. Có hai dạng ăn mòn kim loại chính là ăn mòn hóa học và ăn mòn điện hóa.
• Ăn mòn hóa học: Một quá trình oxi hóa khử, trong đó các electron của kim loại được chuyển trực tiếp cho các chất trong môi trường.

Xem thêm: Dàn ý phân tích bài thơ Tự Tình – Trường THPT Lê Hồng Phong

Cụ thể, cách phân biệt giữa ăn mòn điện hóa và ăn mòn hóa học được trình bày trong bảng dưới đây:

Một số dạng bài tập về ăn mòn điện hóa

Bài 1: Tại sao khi nối dây đồng với dây nhôm thì mối nối nhanh bị hở ít?

Xem thêm: Vật lý lớp 7: Phương pháp học tốt giúp làm chủ kiến thức – Teky

Câu trả lời:

Khi đồng và nhôm tiếp xúc trực tiếp với nhau một thời gian thì tại điểm tiếp xúc đó xảy ra hiện tượng “ăn mòn điện hóa”. Hiện tượng này làm phát sinh chất có điện trở lớn, làm giảm cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn.

Bài 2: Những cặp kim loại nào sau đây tiếp xúc với nhau được dung dịch điện li. Cho biết kim loại nào trong mỗi cặp sẽ bị ăn mòn điện hoá.

1. Al-Fe
2. Cu – Fe
3. Fe – Sn

Xem thêm: Vật lý lớp 7: Phương pháp học tốt giúp làm chủ kiến thức – Teky

Câu trả lời:

1. Al (điện cực âm) bị ăn mòn, Fe (điện cực dương) thì không
2. Fe (điện cực âm) bị ăn mòn, Cu (điện cực dương) thì không.
3. Fe (điện cực âm) bị ăn mòn, Sn (điện cực dương) thì không.

Bài 3: Ngâm 9g hợp kim Cu – Zn trong dung dịch axit HCl dư thu được 896 ml khí (H_ {2} ) (dktc). Xác định thành phần phần trăm khối lượng của hợp kim.

Xem thêm: Vật lý lớp 7: Phương pháp học tốt giúp làm chủ kiến thức – Teky

Câu trả lời:

(Zn + 2H ^ {+} rightarrow Zn ^ {2+} + H_ {2} )

(n_ {Zn} = n_ {H_ {2}} = frac {0,896} {22,4} = 0,04 , (mol) )

( Rightarrow m_ {Zn} = 0,04,65 = 2,6 (g) )

( Rightarrow )% (m_ {Zn} = frac {2,6} {9} .100 = 28,89 )%

% (m_ {Cu} = 71,11 )%

Như vậy, bài viết trên của Tip.edu.vn đã giúp các bạn tổng hợp kiến ​​thức về chủ đề ăn mòn điện hóa. Mọi thắc mắc, bổ sung bài viết các bạn hãy để lại bình luận bên dưới về chủ đề ăn mòn điện hóa nhé! Chúc may mắn với các nghiên cứu của bạn!

Cùng thầy Trần Hoàng Phi xem nội dung chi tiết qua video:

Các khoa liên quan:

• máy khắc điện hóa
• ăn mòn điện hóa xảy ra
• trong ăn mòn điện hóa xảy ra
• số trường hợp ăn mòn điện hóa
• Ăn mòn điện hóa là gì?
• Trong quá trình ăn mòn điện hóa xảy ra