Có bao giờ bạn thắc mắc rằng kim loại để ngoài trời hoặc ngâm nước lại bị rỉ sét không? Đó là hiện tượng ăn mòn điện hoá thường diễn ra trong đời sống. Bài viết này Gockhampha.edu.vn.COM.VN sẽ giúp bạn hiểu hơn về hiện tượng ăn mòn điện hoá nhé.
Bạn đang đọc: Ăn mòn điện hóa là gì? Điều kiện xảy ra và một số dạng bài tập về ăn mòn điện hóa
Contents
Ăn mòn điện hóa là gì?
Ăn mòn điện hóa là hiện tượng của sự phá hủy kim loại khi chúng tiếp xúc với dung dịch chất điện li và tạo ra dòng điện. Đây được gọi quá trình oxy hóa khử, trong đó kim loại bị phá hủy bởi tác động của dung dịch chất điện ly, dẫn đến sự di chuyển của dòng electron từ cực âm sang cực dương.
Trên thực tế, phản ứng ăn mòn điện hóa thường xảy ra khi các kim loại hoặc hợp kim tiếp xúc với không khí ẩm, hoặc khi chúng được ngâm trong dung dịch axit, dung dịch kiềm hoặc nước không tinh khiết.
Ví dụ: Một thanh sắt sẽ bị ăn mòn nếu để ngoài trời trong môi trường ẩm ướt, hoặc khi được đặt vào một dung dịch axit.
Điều kiện ăn mòn điện hóa
Bên cạnh việc nắm được điều kiện ăn mòn điện hóa thì nhiều người cũng quan tâm đến điều kiện xảy ra của hiện tượng này.
Lý giải điều kiện ăn mòn điện hóa cũng là việc tìm hiểu trường hợp xảy ra ăn mòn điện hóa. Trong ăn mòn điện hóa xảy ra với các điều kiện sau:
- Các điện cực phải khác nhau về bản chất, có thể là cặp 2 kim loại khác nhau hoặc cặp kim loại với phi kim,…l
- Các điện cực phải tiếp xúc trực tiếp hoặc gián tiếp với nhau qua dây dẫn.
- Các điện cực cùng tiếp xúc với một dung dịch chất điện li
***Một số lưu ý:
- Thiếu một trong ba điều kiện trên sẽ không xảy ra sự ăn mòn điện hóa học
- Trong tự nhiên, sự ăn mòn kim loại xảy ra phức tạp, có thể xảy ra đồng thời cả quá trình ăn mòn điện hóa học và ăn mòn hóa học.
Cách phân biệt ăn mòn điện hóa và ăn mòn hóa học
- Ăn mòn kim loại: Là sự phá hủy kim loại do tác dụng của các chất trong môi trường. Ăn mòn kim loại có 2 dạng chính: ăn mòn hóa học và ăn mòn điện hóa.
- Ăn mòn hóa học: Là quá trình oxi hóa khử trong đó các electron của kim loại được chuyển trực tiếp đến các chất trong môi trường.
Cụ thể về cách phân biệt ăn mòn điện hóa và ăn mòn hóa học được thể hiện qua bảng dưới đây:
| Phân loại | Ăn mòn hóa học | Ăn mòn điện hóa học |
| Điều kiện xảy ra ăn mòn | Thường xảy ra ở những thiết bị lò đốt hoặc những thiết bị thường xuyên phải tiếp xúc với hơi nước và khí oxi | – Các điện cực phải khác nhau, có thể là cặp hai kim loại khác nhau hoặc cặp kim loại – phi kim hoặc cặp kim loại – hợp chất hóa học (như Fe3C). Trong đó kim loại có thế điện cực chuẩn nhỏ hơn sẽ là cực âm.
– Các điện cực phải tiếp xúc trực tiếp hoặc gián tiếp với nhau qua dây dẫn, các điện cực phải tiếp xúc với dung dịch chất điện li. |
| Cơ chế của sự ăn mòn | Thiết bị bằng Fe tiếp xúc với hơi nước, khí oxi thường xảy ra phản ứng:
3Fe + 4H2O Fe3O4 + 4H2↑ 3Fe + 2O2 Fe3O4 |
– Sự ăn mòn điện hóa một vật bằng gang (hợp kim Fe – C)(hoặc thép) trong môi trường không khí ẩm có hòa tan khí CO2, SO2, O2… sẽ tạo ra một lớp dung dịch điện li phủ bên ngoài kim loại.
– Tinh thế Fe (cực âm), tinh thể C là cực dương. Ở cực dương: xảy ra phản ứng khử: 2H+ + 2e → H2 ; O2 + 2H2O + 4e → 4OH- Ở cực âm: xảy ra phản ứng oxi hóa: Fe → Fe2+ + 2e Những Fe2+ tan vào dung dịch chứa oxi → Fe3+ và cuối cùng tạo gỉ sắt có thành phần Fe2O3.nH2O |
| Bản chất của sự ăn mòn | Là quá trình oxi hóa – khử, trong đó các electron của kim loại được chuyển trực tiếp đến các chất trong môi trường, ăn mòn xảy ra chậm | Là sự ăn mòn kim loại do tác dụng của dung dịch chất điện li và tạo nên dòng điện.
Mòn điện hóa xảy ra nhanh hơn ăn mòn hóa học. |
Các biện pháp chống ăn mòn kim loại
Phương pháp bảo vệ bề mặt
- Ta sẽ phủ lên bề mặt kim loại một lớp sơn, chất dẻo hoặc dầu mỡ…
- Thường xuyên lau chùi, để nơi khô ráo thoáng mát.
Tìm hiểu thêm: Phản ứng trùng ngưng là gì? Định nghĩa, phân loại và bài tập ví dụ
Sử dụng kẽm chống ăn mòn điện hóa
Đây là phương pháp sử dụng một kim loại là “vật hi sinh” để bảo vệ vật liệu kim loại.
Ví dụ: Thân tàu biển được chế tạo bằng gang thép. Gang thép là hợp kim của sắt, cacbon và một số nguyên tố khác. Đi lại trên biển, thân tàu tiếp xúc thường xuyên với nước biển là dung dịch chất điện li nên sắt bị ăn mòn, gây hư hỏng.
- Để bảo vệ thân tàu, người ta cần thường áp dụng biện pháp sơn nhằm không cho gang thép của thân tàu tiếp xúc trực tiếp với nước biển. Nhưng ở phía đuôi tàu, do tác động của chân vịt, nước bị khuấy động mãnh liệt nên biện pháp sơn là chưa đủ. Do đó mà phải gắn tấm kẽm vào đuôi tàu.
- Khi đó sẽ xảy ra quá trình ăn mòn điện hóa. Kẽm là kim loại hoạt động hơn sắt nên bị ăn mòn, còn sắt thì không bị mất mát gì.
- Sau một thời gian miếng kẽm bị ăn mòn thì sẽ được thay thế theo định kì. Việc này vừa đỡ tốn kém hơn nhiều so với sửa chữa thân tàu.
>>>>>Xem thêm: Mmol/l là gì? Công thức tính mmol/l và Ứng dụng của nồng độ mol
Một số dạng bài tập ăn mòn điện hóa
Bài 1: Tại sao sao khi nối một sợi dây điện bằng đồng với một sợi dây điện bằng nhôm thì chỗ nối mau trở nên kém tiếp xúc?
Lời giải:
Khi đồng và nhôm tiếp xúc trực tiếp nhau 1 thời gian thì tại điểm tiếp xúc ấy xảy ra hiện tượng “ăn mòn điện hoá”. Hiện tượng này làm phát sinh một chất có điện trở lớn, làm giảm dòng điện đi qua dây.
Bài 2: Có những cặp kim loại sau đây tiếp xúc với nhau và cùng tiếp xúc với dung dịch điện li. Cho biết kim loại nào trong mỗi cặp sẽ bị ăn mòn điện hoá học.
- Al – Fe
- Cu – Fe
- Fe – Sn
Lời giải:
- Al (điện cực âm) bị ăn mòn, Fe (điện cực dương) không bị ăn mòn
- Fe (điện cực âm) bị ăn mòn, Cu (điện cực dương) không bị ăn mòn.
- Fe (điện cực âm) bị ăn mòn, Sn (điện cực dương) không bị ăn mòn.
Bài 3: Ngâm 9g hợp kim Cu – Zn trong dung dịch axit HCl dư thu được 896 ml khí H2 (đktc). Hãy xác định thành phần phần trăm khối lượng của hợp kim.
Lời giải:
Zn+ 2H+→ Zn2++ H2
nZn= nH2= 0,896/ 22,4=0,04(mol)
⇒mZn=0,04.65=2,6(g)
⇒ %mZn=2,6, 9.100=28,89%
%mCu= 71,11%
Như vậy, bài viết trên đây của Gockhampha.edu.vn.Com.Vn đã giúp bạn tổng hợp kiến thức về chủ đề ăn mòn điện hóa là gì. Nếu có bất cứ thắc mắc cũng như bổ sung cho bài viết, mời bạn để lại nhận xét bên dưới về chủ đề ăn mòn điện hóa là gì nhé! Chúc bạn luôn học tốt!
Xem chị tiết qua video với thầy Trần Hoàng Phi:
