ĐẠI CƯƠNG VỀ KIM LOẠI I. SỰ ĂN MÒN KIM LOẠI A) SỰ ĂN MÒN KIM LOẠI - KH...

CHƯƠNG 5: ĐẠI CƯƠNG VỀ KIM LOẠI I. SỰ ĂN MÒN KIM LOẠI a) Sự ăn mòn kim loại - Khái niệm chung: Ăn mòn kim loại là sự phá hủy kim loại hay hợp kim do tác dụng của các chất trong môi trường. - Bản chất của sự ăn mòn kim loại là sự oxi hóa kim loại thành ion kim loại: M → M

ⁿ⁺

+ne b) Phân loại: Ăn mòn hóa học và ăn mòn điện hóa. - Ăn mòn hóa học: Ăn mòn hóa học là quá trình oxi hoá – khử, trong đó các electron của kim loại được chuyển trực tiếp đến các chất trong môi trường. - Đặc điểm: + Không phát sinh dòng điện. + Nhiệt độ càng cao thì tốc độ ăn mòn càng nhanh. - Ăn mòn điện hóa: Ăn mòn điện hóa là quá trình oxi hóa –khử, trong đó kim loại bị ăn mòn do tác dụng của dung dịch chất điện li và tạo nên dòng điện. + Cơ chế * Kim loại hoạt động mạnh hơn đóng vai trò là cực âm (anot). Ở đây xảy ra quá trình oxi hóa M → M

ⁿ⁺

+ ne * Kim loại hoạt động yếu hơn hoặc phi kim đóng vai trò là cực dương (catot). Ở đây xảy ra quá trình khử: 2H

⁺

+ 2e → H

2

hoặc O

2

+ 2H

2

O + 4e → 4OH

^-

* Dòng điện chuyển dời từ cực âm sang dương. + Điều kiện có ăn mòn điện hóa: * Các điện cực phải khác nhau về bản chất. * Các điện cực phải tiếp xúc trực tiếp hoặc gián tiếp với nhau. * Các điện cực phải cùng tiếp xúc với dd chất điện li. c) Cách chống ăn mòn kim loại: - Nguyên tắc chung: Hạn chế hay triệt tiêu ảnh hưởng của môi trường đối với kim loại. - Phương pháp: * Phương pháp bảo vệ bề mặt: Dùng các chất bền với môi trường phủ lên bề mặt kim loại * Dùng phương pháp điện hoá Nguyên tắc: Gắn kim loại có tính khử mạnh với kim loại cần được bảo vệ (có tính khử yếu hơn). II. ĐIỀU CHẾ KIM LOẠI - NGUYÊN TẮC: Khử ion kim loại thành nguyên tử: M

ⁿ⁺

+ ne → M - PHƯƠNG PHÁP: + Phương pháp nhiệt luyện: Dùng các chất khử như CO, H

2

, C, NH

3

, Al,… để khử các ion kim loại trong oxit ở nhiệt độ cao. VD: Fe

2

O

3

+ 3CO 

^t

⁰

2Fe + 3CO

2

Phương pháp này dùng để điều chế các kim loại có độ hoạt động trung bình (sau Al) + Phương pháp thủy luyện: Dùng kim loại tự do có tính khử mạnh hơn để khử ion kim loại trong dung dịch muối. VD: Fe + CuSO

4

→ FeSO

4

+ Cu  Phương pháp này dùng để điều chế các kim loại hoạt động yếu (sau H) + Phương pháp điện phân: * Điện phân hợp chất nóng chảy: Dùng dòng điện để khử ion kim loại trong hợp chất nóng chảy (oxit, hidroxit, muối halogen)



dpnc



4Al + 3O

2

Vd 1: 2Al

2

O

3

Vd 2: 4NaOH



^dpnc



4Na + O

2

+ 2H

2

O  Phương pháp này dùng để điều chế kim loại có độ hoạt động mạnh (từ đầu đến Al) * Điện phân dung dịch: Dùng dòng điện để khử ion trong dung dịch muối. Vd1: CuCl

2



dpdd

 Cu + Cl

2



Vd2: CuSO

4

+ H

2

O 

^dpdd

Cu + 1/2O

2

+ H

2

SO

4

 Phương pháp này dùng điều chế các kim loại trung bình, yếu (sau Al). * Tính lượng chất thu được ở các điện cực: m = A.I.t/(n.F) m: Khối lượng chất thoát ra ở điện cực (gam) A: Khối lượng mol của chất đó n: Số electron trao đổi. Ví dụ: Cu

²⁺

+ 2e → Cu, thì n = 2 và A = 64 2OH

^-

→ O

2

(+ 2H

⁺

+ 4e, thì n = 4 và A = 32. t: Thời gian điện phân (giây, s) I: Cường độ dòng điện (ampe, A) F: Số Faraday (F = 96500).