Почему металл ржавеет и как защититься от коррозии металла

1.

П О Ч Е М У М Е ТА Л Л
РЖАВЕЕТ И КАК
ЗАЩИТИТЬСЯ ОТ
К О Р Р О З И И М Е ТА Л Л А .
Автор проекта : Поляков Матвей , Иван Аброськин.
Руководитель проекта : Горбенко Алина Андреевна.

2.

А К Т УА Л Ь Н О С Т Ь И С С Л Е Д О ВА Н И Я
Мы решили проделать опыт из книги: гвоздь нужно поместить в раствор медного
купороса, предварительно очистив его наждачной бумагой. В ходе опыта гвоздь
увеличился в размерах и поменял цвет. Нам стало интересно, что произошло с гвоздем,
и где можно найти этому применение. Мы вспомнили, как видели ржавчину на старых
пушках в музее, и фотографиях затонувших кораблей. Нам захотелось узнать, что
происходит с металлом? Что будет, если опустить гвоздь в другие жидкости? Можно ли
защитить гвоздь от ржавчины?

3.

ЦЕЛЬ
изучить как разные жидкости влияют на различные металлы.

4.

З А Д АЧ И
1) изучить, что такое металл, какие виды металла бывают, где его применяют.
2) Что такое ржавчина, причины появления и способы защиты от нее;
3) Провести эксперимент: погрузить гвозди (черный, оцинкованный, и с медным
покрытием в разные жидкости - вода, соленая вода, вода с пищевой содой, медный
купорос).
4) Сравнить полученные результаты и сделать выводы.

5.

ГИПОТЕЗА
Допустим, что разные жидкости влияют на скорость появления ржавчины. Возможно,
покрытие гвоздей может защитить от ржавчины.

6.

Ч ТО ТА К О Е М Е ТА Л Л
М.В. Ломоносов определял металл как «светлое тело, которое ковать можно». Важнейшие физические
свойства металлов: пластичность, электропроводность, теплопроводность, металлический блеск, плотность,
температура плавления и твердость.
Большинство из них существуют только в виде соединений с другими элементами.
В технике сплавы на основе железа (чугун, сталь) а также само железо называются черными металлами, все
остальные металлы называются цветными.
Когда-то люди совершенно не умели пользоваться никакими металлами. Они делали свое оружие и свои
топоры из камня. После каменного века наступил век, когда люди научились делать свое оружие из бронзы,
потом наступил век изделий из железа.
В Египте нашли несколько железных бусин, сделанных из метеоритного железа в период от 5 000 до 3 400
года до н.э. Сначала человек научился делать из металла необходимые ему вещи – оружие, инструменты,
посуду, научился получать металл из руды.

7.

К А К И З Р УД Ы В Ы П Л А ВЛ Я ЮТ М Е ТА Л Л
Большинство металлов в природе находится в виде соединений. Горную породу, или
минерал, содержащий тот или иной металл, называют рудой данного металла. Для
получения металла из руды удаляют пустую породу. Горную породу измельчают, чтобы
разобщить частицы руды и пустой породы. Концентрат обрабатывают и только после этого
получают чистый металл.

8.

К А К И М О Б РА З О М И З Ж Е Л Е З А
П ОЛ У Ч А Е Т С Я СТА Л Ь
Сталь – это сплав железа с углеродом – FeC, она крепче его и меньше гнется, из нее можно
делать очень тонкие лезвия, она обладает удивительной прочностью, ее используют для
постройки зданий, мостов, пароходов, моторов.

9.

П О Ч Е М У М Е ТА Л Л Р Ж А В Е Е Т ?
соприкосновение разных видов металлов, сплавов;
частые перепады температуры;
трение между металлическими поверхностями;
длительное воздействие влаги;
влияние кислот, щелочей, химических элементов;
использование некачественных жидкостей при механической обработке
материала;
жировые пятна, остающиеся на металлических поверхностях после
прикосновения к ним.

10.

Ч ТО ТА К О Е К О Р Р О З И Я
На железо, особенно в присутствии воды, кислород оказывает действие, называемое
окислением. С железом кислород образует оксид железа – Fe2О3., его называют ржавчиной.
Если бы железо, не ржавело, то есть не окислялось, то мы не существовали бы и ни одно
растение на зеленело бы на Земле. Все краски, которыми обладает наша Земля, все цвета,
которыми блещет рубин – зависят от присутствия в нем окисленного железа. Растворенная в
воде его ржавчина составляет часть пищи растений и придает им зеленый цвет. Та же
«ржавчина» снабжает железом нашу кровь и придает ей красный цвет. Благодаря ржавчине на
Земле есть жизнь, и благодаря ей же почва имеет определенный цвет.
Проблема защиты металлов от разрушения (коррозии) возникла почти в самом начале их
использования. Люди пытались защитить металлы с помощью жира, масел, а позднее
покрытием другими металлами – прежде всего легкоплавким оловом (лужением).
Луженное железо (белая жесть) идет на изготовление консервных банок

11.

СПОСОБЫ ЗАЩИТЫ ОТ КОРРОЗИИ
Один из наиболее распространённых способов защиты металла от коррозии – покрытие специальными
лаками, красками, эмалями. Минус этого способа в том, что при повреждении покрытия металл все равно
начнет ржаветь.
В разное время для защиты применялись другие различные металлы: свинец, медь, алюминий, никель, хром
и прочие.
Олово и медь создают барьер между защищаемым железом и окружающей средой. Но если барьер будет
нарушен из-за механических повреждений или контакта с химикатами, то коррозия начнет развиваться с
прежней скоростью.
Наиболее эффективным считается покрытие цинком, поскольку обладает доступной стоимостью и дает
максимальную защиту. Именно это покрытие является самым распространённым.
Таким образом, нам стало понятно, почему гвозди в магазине были оцинкованные и с медным покрытием.

12.

С В И Н С К И Й М Е ТА Л Л
Конечно же, это чугун! Но за что же его так прозвали, чем он провинился? Впервые
чугун был открыт в Китае, в V веке до нашей эры, и наше русское слово «чугун»
имеет именно китайское происхождение (через тюркские языки): иероглифы 鑄工
(zhùgōng, «чу-гун») буквально означают «литьё», «литейное дело». Китайцы сразу
же подметили свойство чугуна просто великолепно заполнять самые сложные
литейные формы. Из этого металла делали и колокола, и посуду для приготовления
пищи, и прекрасные скульптуры; самая большая – знаменитый 40-тонный
«Железный лев из Цанчжоу», отлитый в 953 году, больше тысячи лет назад:

13.

О П Ы Т. 1
соприкосновения с руками и опустили в стакан. Через какое-то время гвоздь начал «толстеть» и изменил цвет.
Медное покрытие было неустойчивым, оно оставляло отпечатки на бумаге и окрашивало воду, поэтому для дальнейшего исследования мы решили его не использовать. У нас был гвоздь с медным покрытием, который мы купили в магазине.
Эксперимент 1. Толстеющий гвоздь.
Мы взяли черный гвоздь, очистили его с помощью наждачной бумаги. В стакане навели концентрированный
раствор медного купороса - взяли дистиллированную воду и добавили одну столовую ложку медного
купороса привязали гвоздь на палочку, для того, чтобы избежать соприкосновения с руками и опустили в
стакан. Через какое-то время гвоздь начал «толстеть» и изменил цвет.
Что же произошло? Между железным гвоздём и раствором медного купороса протекает химическая
реакция, в ходе которой на металлическую поверхность оседает медь.
Медное покрытие было неустойчивым, оно оставляло отпечатки на бумаге и окрашивало воду, поэтому для
дальнейшего исследования мы решили его не использовать. У нас был гвоздь с медным покрытием,
который мы купили в магазине.