Решение: Коррозия металлического крепления
Статья к заданиюПочему разрушаются металлы
Прочитайте текст и выполните задания.
Почему разрушаются металлы
Разрушение металлов под действием окружающей среды – это самопроизвольный и нежелательный процесс. Ежегодно почти 12% металлических изделий портится от коррозии.
Коррозия представляет собой гетерогенную окислительно-восстановительную реакцию. Металлы в процессе коррозии окисляются, а вещества, с которыми они взаимодействуют, восстанавливаются.
По способу взаимодействия металла со средой принято выделять химическую и электрохимическую коррозию металла. При химической коррозии атомы металла подвергаются действию окислителей, входящих в состав среды.
Электрохимическая коррозия может протекать при соприкосновении двух металлов с различной химической активностью и погружении их в раствор электролита, например, дождевой воды с растворённым углекислым газом. В результате происходит медленное растворение металлического материала с более низкой активностью, а второй металл, как правило, не корродирует.
Используя сведения из общего материала и рисунок, проанализируйте крепление медных пластин деталями из железа и сплава алюминия. Ответьте на три вопроса: какой вид коррозии возможен; какие металлы будут разрушаться первыми и почему; крепление из какого металла или сплава следует выбрать для соединения железных пластин?
Решение по шагам
4 шагаСоприкасающиеся детали изготовлены из разных металлов, а влага с растворёнными веществами может выполнять роль электролита. Поэтому возможна электрохимическая коррозия, то есть коррозия в гальванической паре.
Химическая активность металлов изменяется в порядке $\mathrm{Al > Fe > Cu}$. Более активный металл легче окисляется и становится анодом гальванической пары.
$$\mathrm{Al \rightarrow Al^{3+} + 3e^-}$$Первым будет разрушаться алюминий, входящий в состав сплава, поскольку он активнее железа и меди. Железо также может разрушаться при контакте с медью, так как железо активнее меди. Медь является менее активным металлом и обычно сохраняется.
$$\mathrm{Fe \rightarrow Fe^{2+} + 2e^-}$$Для соединения железных пластин следует использовать крепление из железа или стали — сплава на основе железа. В этом случае не образуется выраженная гальваническая пара из разнородных металлов, поэтому риск электрохимической коррозии уменьшается.
1) Возможна электрохимическая коррозия. 2) Первым будет разрушаться алюминий в составе сплава; железо также может корродировать при контакте с медью, поскольку оба металла активнее меди. 3) Для железных пластин следует выбрать крепление из железа или стали.
Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.
Где здесь ошибаются
Называют коррозию химической, не учитывая контакт разных металлов и наличие электролита.
Указывают медь как металл, разрушающийся первым, хотя медь менее активна, чем железо и алюминий.
Предлагают для железных пластин крепление из алюминия или меди, усиливая образование гальванической пары.