Rỉ sét [hay gỉ sét] là sắt bị oxy hóa. Rỉ sét được hình thành do sắt kết hợp với oxy khi có mặt nước hoặc không khí ẩm. Trên bề mặt sắt thép bị rỉ hình thành những lớp vảy rất dễ vỡ, thường có màu nâu, nâu đỏ hoặc đỏ. Lớp rỉ này không có tác dụng bảo vệ sắt ở phía trong. Nếu có đủ thời gian, oxy và nước, bất kỳ khối sắt nào cũng sẽ bị rỉ hoàn toàn và phân hủy.
Nguyên nhân rỉ sét
Khi sắt hay hợp kim của sắt [như thép…] tiếp xúc với oxy và độ ẩm trong một khoảng thời gian dài, tạo thành một hợp chất mới gọi là oxít sắt hay còn gọi là rỉ sắt. Chất xúc tác chính cho quá trình rỉ là nước. Cấu trúc sắt hoặc thép có vẻ chắc chắn, nhưng các phân tử nước có thể xâm nhập vào các lỗ nhỏ và vết nứt trong bất kỳ kim loại nào kể cả sắt, sự kết hợp của nguyên tử hidro có trong nước với các nguyên tố khác để hình thành axít, ăn mòn sắt, làm cho sắt bị phơi ra nhiều hơn. Nếu trong môi trường nước biển, sự ăn mòn có thể xảy ra nhanh hơn. Trong khi đó các nguyên tử oxy kết hợp với các nguyên tử sắt để hình thành oxít sắt hay rỉ sắt, chúng làm yếu sắt và làm cho cấu trúc của sắt trở nên giòn và xốp.
Phản ứng liên quan
Phản ứng oxi hoá sau đây cũng xảy ra khi có nước và rất quan trọng cho sự hình thành của rỉ sét:
Fe → Fe2+ + 2e- 4Fe2+ + O2 → 4Fe3+ + 2O2-Ngoài ra, các phản ứng axit bazơ sau đây cũng ảnh hưởng đến quá trình hình thành rỉ:
Fe2+ + 2H2O ⇌ Fe[OH]2 + 2H+ Fe3+ + 3H2O ⇌ Fe[OH]3 + 3H+Theo sau đó là sự cân bằng mất nước:
Fe[OH]2 ⇌ FeO + H2O Fe[OH]3 ⇌ FeO[OH] + H2O 2FeO[OH] ⇌ Fe2O3 + H2OTừ các phương trình trên, ta thấy sắt kết hợp với oxy và nước [ở môi trường] bị biến thành các oxít sắt, làm hư kết cấu sắt ban đầu.
Cách chống rỉ sét
Sắt rất quan trọng trong đời sống và được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, nhất là xây dựng. Do đó việc ngăn ngừa hoặc làm chậm đi quá trình rỉ sắt rất là quan trọng. Có một số phương pháp sau để phòng ngừa hoặc làm chậm quá quá trình rỉ sắt:
Sử dụng các hợp kim chống rỉ: thường là sắt pha crom oxít, tốc độ rỉ của hợp kim này chậm hơn bình thường. Tuy nhiên trong thiết kế sử dụng vật liệu này phải bao gồm các biện pháp bảo vệ để tránh phơi nhiễm hợp kim ra ngoài vì vật liệu vẫn tiếp tục rỉ từ từ.
Mạ: sắt thép được bảo vệ bởi lớp kim loại bằng cách mạ thường hoặc mạ điện. Kẽm thường được sử dụng vì nó rẻ tiền, dính chặt vào thép. Quá trình ăn mòn sẽ bắt đầu trên lớp kẽm trước thay vì lớp sắt thép được bảo vệ bên dưới, do đó việc mạ chỉ bảo vệ sắt thép trong một khoảng thời gian giới hạn. Nhôm và cadimi cũng được sử dụng trong việc mạ bảo vệ sắt thép.
Kiểm soát độ ẩm: rỉ sắt có thể tránh được bằng cách kiểm soát độ ẩm trong khí quyển. Việc này chỉ áp dụng trong việcvận chuyển các thiết bị bằng đường biển bằng các gói silica gel.
Sơn phủ: sắt thép có thể được bảo vệ bằng các chất phủ như sơn. Các chất phủ này thường được trộn với các chất ức chế rỉ sắt. Tuy nhiên vẫn có thể xảy ra sự rỉ sắt từ bên trong bê tông. Phương pháp này được sử dụng rộng rãi khi cần bảo vệ sắt thép ở các công trình, tàu thép, ô tô hoặc các thiết bị khác.
Sử dụng chất tẩy và chống rỉ INOFOS
Với khả năng tẩy sạch các lớp gỉ sắt thép, đồng thời tạo ra một lớp polymer bảo vệ bề mặt kim loại chống ăn mòn.
INOFOS chống gỉ sắt và có độ bền cao, bảo vệ các vật liệu kim loại trong kỹ thuật chế tạo, xây dựng, trang trí nội thất .
Trong xây dựng, INOFOS dùng để tẩy sạch các lớp gỉ trên bề mặt sắt thép, giảm thời gian và chi phí tẩy rửa bề mặt sắt thép.
Bài 21 giúp ta hiểu sự ăn mòn kim loại và cách bảo vệ kim loại không bị ăn mòn. bên cạnh đó bài viết này sẽ đưa ra những ví dụ minh họa hướng dẫn làm bài tập để nắm rõ lý thuyết. Song song cũng có rất nhiều bài tập hay kèm đáp án
Bài 21 giúp ta hiểu sự ăn mòn kim loại và cách bảo vệ kim loại không bị ăn mòn. bên cạnh đó bài viết này sẽ đưa ra những ví dụ minh họa hướng dẫn làm bài tập để nắm rõ lý thuyết. Song song cũng có rất nhiều bài tập hay kèm đáp án
CHƯƠNG 2: KIM LOẠI
Bài 21: Sự ăn mòn kim loại và bảo vệ kim loại không bị ăn mòn
1. Thế nào là ăn mòn kim loại
Sự phá hủy kim loại do tác dụng hóa học của môi trường gọi là sự ăn mòn kim loại.
2. Vì sao kim loại bị ăn mòn
Nguyên nhân: kim loại tác dụng với những chất mà nó tiếp xúc trong môi trường.
Những yếu tố ảnh hưởng đến ăn mòn kim loại:
- Thành phần các chất trong môi trường.
- Nhiệt độ của môi trường.
Ví dụ:
+ Đinh sắt trong không khí khô không bị ăn mòn
+ Đinh sắt trong nước có hòa tan oxi bị ăn mòn chậm
+ Đinh sắt trong dung dịch muối ăn bị hòa tan nhanh
+ Đinh sắt trong nước cất không bị ăn mòn
3. Bảo vệ kim loại khỏi sự ăn mòn
- Không cho kim loại tiếp xúc với môi trường.
Ví dụ:
+ Thép được bôi dầu mỡ
+ Sơn chống ăn mòn kết cấu thép các công trình trên biển
- Chế tạo những hợp kim ít bị ăn mòn hóa học.
Ví dụ: Cho thêm vào thép một số kim loại như crom, niken làm tăng độ bền của thép
Bài 1:
Thế nào là sự ăn mòn kim loại ? Lấy ba ví dụ về đồ vật bị ăn mòn kim loại xung quanh ta
Giải:
Sự ăn mòn kim loại là: Sự phá hủy kim loại, hợp kim trong môi trường tự nhiên .
Ví dụ 1: Thanh sắt trong bếp lò than bị ăn mòn.
Ví dụ 2: Các cầu như Tràng Tiền , Long biên bị gỉ nên phải sơn lại vỏ cầu hàng năm .
Ví dụ 3: Vỏ tàu thủy bị ăn mòn.
Bài 2:
Tại sao kim loại bị ăn mòn ? Những yếu tố nào ảnh hưởng tới sự ăn mòn kim loại ? Lấy ví dụ minh hoạ.
Giải:
Kim loại bị ăn mòn là do: Trong không khí có chứa khí oxi, trong nước mưa thường chứa nhiều axit yếu do khí CO2, SO2 và một số khác hòa tan. trong nước biển thường có một số muối như NaCl, MgCl2... nững chất này tác dụng với kim loại hoặc hợp kim sắt có màu nâu, xốp, giòn làm đồ vật bằng sắt bị gỉ.
- Những yếu tố ảnh hưởng đến sự ăn mòn kim loại:
+] Ảnh hưởng của các chất trong môi trường: Sự ăn mòn kim loại xảy ra nhanh hay chậm phụ thuộc vào thành phần của môi trường mà nó tiếp xúc.
Ví dụ: trong nước biển sắt, thép bị ăn mòn nhanh hơn so với trong không khí.
+] Ảnh hưởng của nhiệt độ: nhiệt độ càng cao sự ăn mòn kim loại xảy ra càng nhanh.
Ví dụ: Vòi bên nước nóng của bình nóng lạnh bị ăn mòn nhanh hơn so với bên vòi nước lạnh
Bài 3:
Nêu các biện pháp đã được sử dụng để bảo vệ kim loại không bị ăn mòn.
Nêu hai ví dụ cụ thể mà bản thân em đã làm để bảo vệ đồ dùng bằng kim loại trong gia đình.
Giải:
Các biện pháp đã được sử dụng để bảo vệ kim loại không bị ăn mòn:
Biện pháp 1: Ngăn không cho kỉm loại tiếp xúc với môi trường.Sơn, mạ, bôi dầu mỡ… lên trên bề mặt kim loại. Để đồ vật nơi khô ráo, thường xuyên lau chùi sạch sẽ sau khi sử dụng cũng làm cho kim loại bị ăn mòn chậm hơn.
Ví dụ: Sơn lên cánh cửa, bôi dầu mỡ lên ô khóa để chống gỉ.
Biện pháp 2: Chế tạo hợp kim ít bị ăn mòn:cho thêm vào thép một số kim loại như crom, niken làm tăng độ bền của thép.
Ví dụ: Cho thêm vào thép một số kim loại như crom, niken.
Bài 4:
Sự ăn mòn kim loại là hiện tuợng vật lí hay hiện tượng hoá học ? Lấy ví dụ chứng minh.
Giải:
Sự ăn mòn kim loại là hiện tượng hóa học, trong đó kim loại bị oxi hóa bởi các chất oxi hóa có trong môi trường, làm mất đi tính chất quý báu của kim loại.
Ví dụ: sắt bị gỉ trong không khí ẩm vì đã xảy ra phản ứng hóa học
2Fe + O2 + 2H2O —> 2Fe[OH]2
Bài 5:
Hãy chọn câu đúng:
Con dao làm bằng thép không bị gỉ nếu:
A. sau khi dùng, rửa sạch, lau khô.
B. cắt chanh rồi không rửa.
C. ngâm trong nước tự nhiên hoặc nước máy lâu ngày.
D. ngâm trong nước muối một thời gian.
Giải:
A. sau khi dùng, rửa sạch, lau khô.
Bài 1:
Mệnh đề nào sau đây đúng:
A. Ăn mòn kim loại là sự phá hủy kim loại do sự tiếp xúc với axit.
B. Ăn mòn kim loại là sự phá hủy kim loại do chất khí hoặc hơi
nước ở nhiệt độ cao.
C. Ăn mòn kim loại là sự phá hủy kim loại hay hợp kim dưới tác
dụng hóa học của môi trường xung quanh.
D. Ăn mòn kim loại là sự phá hủy kim loại do sự tiếp xúc với oxi.
Bài 2:
Các dụng cụ như: cuốc, xẻng, dạo, búa… khi lao động xong con người ta phải lau, chùi [vệ sinh] các thiết bị này. Việc làm này nhằm mục đích đúng nhất là:
A.Thể hiện tính cẩn thận của người lao động
B. Làm các thiết bị không bị gỉ
C. Để cho mau bén
D. Để sau này bán lại không bị lỗ
Bài 3:
Phản ứng hoá học nào xảy ra sự ăn mòn kim loại ?
A.Phản ứng trao đổi.
B.Phản ứng oxi hoá – khử.
C Phản ứng thủy phân.
D.Phản ứng axit – bazơ.
Bài 4:
Một sợi dây phơi quần áo gồm một đoạn dây đồng nối với một đoạn dây thép. Hiện tượng nào sau đây xảy ra ở chỗ nối hai đoạn dây khi để lâu ngày?
A. Sắt bị ăn mòn.
B. Sắt và đồng đều bị ăn mòn.
C. Đồng bị ăn mòn.
D. Sắt và đồng đều không bị ăn mòn.
Bài 5:
Sắt tây là sắt tráng thiếc. Nếu lớp thiếc bị xước sâu tới lớp sắt thì kim loại bị ăn mòn trước là :
A. thiếc.
B. Sắt .
C. Cả hai đều bị ăn mòn như nhau.
D. không kim loại nào bị ăn mòn.
Bài 6:
Sau một ngày hoạt động, người ta phải làm vệ sinh bề mặt kim loại của các thiếc bị máy móc, dụng cụ lao động. Việc làm này có mục đích chính là gì ?
A. Để kim loại sáng bóng đẹp mắt.
B. Để không gây ô nhiễm môi trường.
C. Để không làm bẩn quần áo khi làm việc.
D. Để kim loại đỡ bị ăn mòn.
Bài 7:
Sự phá huỷ kim loại hay hợp kim do kim loại tác dụng trực tiếp với các chất oxi hoá trong môi trường được gọi là :
A. sự khử kim loại.
B. sự tác dụng của kim loại với nước.
C. sự ăn mòn hóa học.
D. sự ăn mòn điện hoá học.
Bài 8:
Phát biểu nào sau đây KHÔNG đúng ?
A. Ăn mòn kim loại là sự hủy hoại kim loại và hợp kim dưới tác dụng của môi trường xung quanh.
B. Ăn mòn kim loại là một quá trình hóa học trong đó kim loại bị ăn mòn bởi các axit trong môi trường không khí.
C. Trong quá trình ăn mòn, kim loại bị oxi hóa thành ion của nó.
D. Ăn mòn kim loại được chia làm hai dạng : ăn mòn hóa học và ăn mòn điện hóa học
Bài 9:
Để bảo vệ thép, người ta tiến hành tráng lên bề mặt thép một lớp mỏng thiếc. Hãy cho biết phương pháp chống ăn mòn kim loại trên thuộc vào phương pháp nào sau đây?
A. điện hóa B. tạo hợp kim không gỉ.
C. bảo vệ bề mặt D. dùng chất kìm hãm.
Bài 10:
Đốt thanh hợp kim Fe -C trong khí oxi, hãy cho biết quá trình ăn mòn nào đã xảy ra?
A. Điện hóa
B. hóa học
C. Cả 2 loại
D. Không xảy ra.
Bài 11:
Nhúng thanh hợp kim Zn-Fe trong dung dịch HCl và thanh sắt tráng Zn vào các dung dịch HCl có cùng nồng độ và thể tích. Hãy cho biết khí thoát ra ở thí nghiệm nào mạnh hơn?
A. thanh hợp kim
B. thanh sắt tráng kẽm
C. bằng nhau
D. không xác định.
Bài 12:
Chất nào sau đây trong khí quyển KHÔNG gây ra sự ăn mòn kim loại ?
A. O2 B. CO2 C. H2O D. N2
Bài 13:
Những vật dụng làm bằng hợp kim sắt cacbon như : dao, búa, liềm, cuốc...sau một thời gian sử dụng, chúng thường bị gỉ. Nêu một số biện pháp chống gỉ.
Bài 14:
Nhôm là kim loại hoạt động hoá học mạnh hơn sắt. Tại sao những vật dụng làm bằng sắt lại nhanh bị gỉ, còn những vật dụng làm bằng nhôm thì khó bị gí ?
Bài 15:
Ngâm hai đinh sắt trong hai cốc nước :
Đinh 1 : Ngâm 1/2 trong nước, 1/2 tiếp xúc với không khí.
Đinh 2 : Ngâm ngập trong nước.
Đinh sắt nào bị gỉ nhanh hơn ? Giải thích.
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| C | B | B | A | B | D |
| 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
| C | B | C | B | A | A |
Bài 13:
Những vật dụng này bị gỉ là do trong không khí nó tác dụng với các chất trong môi trường như oxi, nước,...tạo ra sắt gỉ.
Đê’ chống gỉ, sau khi sử dụng có thể rửa sạch, lau khô và bôi lớp mỏng dầu mỡ.
Bài 14:
Nhôm phản ứng với oxi trong không khí tạo lớp oxit mỏng, bển không cho nước và không khí thấm qua.
Sắt phản ứng với môi trường tạo ra lớp oxit xốp, mềm giống như bọt biển dễ hấp thụ nước, oxi và nhanh bị rã nát.
Bài 15:
Đinh sắt 1 nhanh bị gỉ hơn vì nó tiếp xúc trực tiếp với không khí và nước. Còn đinh 2 do ngập hoàn toàn trong nước có lượng oxi ít hơn nên gỉ chậm hơn.
CHÚC CÁC BẠN HỌC THẬT TỐT NHÉ