Коррозия металлов

УРОК ПО ТЕМЕ

«КОРРОЗИЯ МЕТАЛЛОВ»

9 класс

Оглавление.

1. Цели и задачи урока_____________________________2 стр.

2. Ход урока

   1. Вступительное слово учителя________________2 – 3 стр.

   2. Изучение нового материала__________________3-5 стр.

   3. Первичная проверка усвоения знаний__________5 стр.

   4. Контроль знаний____________________________5-6 стр.

3. Выводы по уроку, домашнее задание________________6 стр.

4. Приложение_____________________________________7 стр.

Тема урока: «Коррозия металлов».

Цель урока: создание условий для восприятия и первичного закрепления нового учебного материала, осмысление связей и отношений в объектах изучения.

Задачи урока:

Образовательные:

• формирование представления о коррозии металлов как самопроизвольном окислительно-восстановительном процессе, её видах, причинах, механизме и способах защиты;

• формирование личностных УУД.

Развивающие:

• развитие умений проведения химического эксперимента с соблюдением правил техники безопасности, построения логических цепочек и умения делать выводы из наблюдений, прогнозировать решение некоторых проблем;

• развитие познавательных УУД.

Воспитательные:

• развитие коммуникативных УУД.

Тип урока: изучение нового материала.

Методы и приемы обучения: метод проблемного изложения материала, метод поисковой беседы, исследовательский метод.

Оборудование: компьютер, мультимедиа, таблицы: «Коррозия металлов», «Защита металлов от коррозии», опорный конспект «Коррозия металлов».

Реактивы для выполнения демонстрационных опытов: раствор NaCl, Al, Fe, Cu, Zn, медная проволока, 7 пробирок, фенолфталеин.

Ход урока

1 этап. Вступительное слово учителя (подготовка к изучению нового материала) – 5 мин.

Урок начинается с чтения сказки, главным персонажем которой является дракон. В сказке дракон олицетворяется с процессом коррозии.

«В царство металлов проник дракон. Он захватил символ Парижа – Эйфелеву башню. И только постоянная химиотерапия помогает сопротивляться разрушительному действию сил дракона. Также по вине дракона 31 января 1957 года обрушился железный мост в Квебеке (Канада), введенный в эксплуатацию в 1947 году. Рухнуло одно из самых высотных сооружений в мире – 400-метровая антенная мачта в Гренландии. Одна только «Железная колонна» (Дели) успешно противостоит ненасытному дракону. На протяжении десятков лет колонна является предметом оживленных споров между учеными, которые даже в эпоху высоких технологий не в состоянии объяснить, почему за свою 1600-летнюю историю она практически не поддалась воздействию дракона».

Учащиеся определяют тему урока «Коррозия металлов» и совместно с учителем определяют цели и задачи урока.

2 этап. Изучение нового материала – 15 мин.

1. Определение коррозии металлов – процесс разрушения металлов и их сплавов под воздействием окружающей среды

Me⁰ – ne = Me⁺ⁿ

2. Определение факторов, способствующих коррозии.

а) роль кислорода воздуха в коррозии железа (учащийся представляет результаты заранее проведенного домашнего эксперимента). В две пробирки была налита вода, в одной из них кипяченая. В обе пробирки были помещены железные гвозди, очищенные наждачной бумагой. Пробирки закрывались резиновыми пробками. Происходит обсуждение результатов эксперимента, учащиеся делают выводы о влиянии кислорода на процесс коррозии.

б) коррозия металлов при наличии двух условий:

• электропроводной среды

• контакта двух различных металлов

В начале урока закладывается серия опытов. Наливают в семь пробирок раствора поваренной соли. В каждую пробирку прибавляют по 2-3 капли фенолфталеина. Помещают в каждую пробирку тщательно зачищенные кусочки металлов: 1-алюминий, 2-железо, 3-медь, 4-цинк, 5-алюминий, обвитый медной проволокой, 6-железо, обвитое медной проволокой, 7-цинк, обвитый медной проволокой.

Учащиеся наблюдают появление розового окрашивания, отмечая, где оно появляется быстрее. Делают выводы. Анализ результатов позволяет перейти к следующей части урока.

Виды коррозии

• По характеру разрушения металла различают коррозию сплошную, язвенную и точечную(демонстрация фотографий коррозии металлов).

• химическая (газовая) коррозия – происходит в сухих газах, при полном отсутствии влаги.

вос-ль Сu⁰ – 2e→ Cu²⁺ /2/ окисление

ок-ль O₂⁰+4e→2O^2-/1/ восстановление

Вывод: кислород оказывает огромное влияние на процесс коррозии, являясь одним из наиболее агрессивных ее факторов.

• электрохимическая коррозия – происходит в среде электролита с возникновением электрического тока. Это такая коррозия, в результате которой наряду с химическими процессами (процесс окисления), происходят электрические (перенос электронов от одного участка изделия к другому).

Учитель вспоминает еще раз о разрушении Эйфелевой башни, она ржавеет и разрушается. Это сложный процесс, который включает несколько стадий. Суммарно оно выглядит следующим образом:

4Fe + 6H₂O_(влага) + 3O_{2(воздух)} → 4Fe(OH)₃ (учащиеся самостоятельно рассматривают окислительно – восстановительые процессы, делают выводы).

Однако химически чистое железо почти не корродирует. Техническое железо, содержащее различные примеси, например, в чугунах и сталях, ржавеет. Если на контакт двух металлов (железо и медь) попадает раствор электролита, например, соляная кислота, то образуется гальванический элемент, и начинается окислительно-восстановительная реакция. В результате реакции более активный металл (железо) окисляется и переходит в раствор, а ионы водорода восстанавливаются на менее активном металле (меди):

в-ль Fe⁰ – 2e →Fe ²⁺ (ок-ие)

ок-ль 2H⁺ + 2e → H₂ (вос-ие)

Способы защиты металлов от коррозии.

Далее учитель рассказывает о том, что еще в Древнем Египте было замечено, что латунные изделия (сплав меди и цинка) со временем покрываются слоем губчатой меди, а цинк окисляется. В средние века было рассмотрено отбеливание монет из сплава меди с серебром в растворе винного камня, при этом медь растворялась, а на поверхности монеты оставалось серебро.

1.Защитные поверхностные покрытия:

а) металлическое (цинк, олово, никель, свинец)

б) неметаллические (лаки, краски, эмали…)

2.Создание сплавов с антикоррозионными свойствами – легирование

металлов (никель, кобальт, хром, вольфрам…)

3. Введение ингибиторов

4. Протекторная защита

3 этап. Первичная проверка усвоения знаний – 15 мин.

Разбираем результаты демонстрационных опытов, записываем уравнения, рассматривая их как окислительно-восстановительные процессы (работа в группах), предоставляем результаты работы в группах. По окончании работы еще раз делаются выводы.

4 этап. Контроль знаний – 8 мин.

Самостоятельная работа «Коррозия металлов» по вариантам.

Вариант №1

1. Что такое «коррозия»? Какие факторы способствуют замедлению коррозии металлов?

2. На стальной крышке поставлена медная заклепка. Что разрушится раньше – крышка или заклепка? Почему?

Вариант №2

1. Какие виды коррозии вам известны?

2. Почему луженный (покрытый оловом) железный бак на месте повреждения защитного слоя быстро разрушается?

Вариант №3

1. Какие факторы, способствуют усилению коррозии?

2. Какие металлы при взаимном контакте в присутствии электролита быстрее разрушаются Cu или Zn, Al или Fe? Почему?

Вариант №4

1. Перечислите способы борьбы с коррозией?

2. Почему на оцинкованном баке на месте царапины цинк разрушается, а железо не ржавеет?

IV. Подведение итогов урока, домашнее задание – 2 мин.

Д/з: §10, упр.1, 2,4.