Тема «Коррозия металлов» Цель урока: Сформировать понятие о коррозии металлов, рассмотреть классификацию коррозионных процессов, способы защиты металлов от коррозии. Рассмотреть влияние коррозии на здоровье человека. Рассмотреть экологические проблемы, связанные с коррозией металловОборудование: заранее подготовленные (за 5дней) образцы:опыт №1 – пробирка с железным гвоздём и дисстилированной водой - пробирка с железным гвоздем и кипяченая дисстилированной водойОпыт №2- пробирка с раствором хлорида натрия и с железным гвоздемОпыт №3- пробирка с раствором хлорида натрия и железный гвоздь, обвитый медной проволокой - пробирка с раствор хлорида натрия и железный гвоздь с цинкомОпыт №4 - разбавленная серная кислота с железными стружками. Уротропин (1 измельченную таблетку). Уротропин можно заменить тиомочевиной или сухим горючим. Образец металла лития.компьютер, экран, проектор^ Тип урока: изучение нового материала.Урок проводится в русле технологии развития критического мышления через чтение и письмо (РКМЧП). Стадии РКМЧП Деятельность учителя Деятельность учащегося ^ Этап «Вызов»актуализировать знания по теме«Металлы»;пробудить интерес к изучаемой теме; мотивировать ученика к учебной деятельности. ^ Девиз урока: “Единственный путь, ведущий к знанию, - это деятельность”. (Б. Шоу) Вопросы:На каких свойствах основано применение металлов? Возможные ответы: ковкость, пластичность, прочность, металлический блеск, тепло- и электропроводность, долговечность, твёрдость, эстетичность Почему нельзя использовать нож из алюминия? Литий – самый лёгкий металл, почему нельзя из него сделать самолёт? Почему в оцинкованном ведре нельзя варить борщ или щи? Полученные ответы свидетельствуют о том, что для рационального использования металлов следует учитывать не только физические, но и химические свойства металлов.Для каждого металла характерны как индивидуальные, так и общие с другими представителями этого класса веществ, свойства. Но у металлов есть и враг, который приводит к огромным безвозвратным потерям металлов, ежегодно полностью разрушается около 10% производимого железа. По данным Института физической химии РАН, каждая шестая домна в России работает впустую – весь выплавляемый металл превращается в ржавчину. А как по-другому называется этот процесс? Коррозия Все, что вы знаете о коррозии, запишите в левой колонке таблицы. Чертят таблицу.Записывают в левую колонку все то, что вспомнили о коррозии. Обменяйтесь своими мнениями в паре. Обмениваются друг с другом своими знаниями. Давайте обсудим то, что у нас получилось (что же мы знаем о коррозии?).Записывает на доске в левой колонке таблицы все, что говорят учащиеся. Левая колонка таблицы маркируется словом «Знаю». Знаю Каждый по очереди информирует класс о том, что он знает о рассматриваемом объекте. Левая колонка таблицы маркируется словом «Знаю». Дополняют записи в левой колонке таблицы. Видеофильм «Коррозия металлов» (до классификации) ^ Этап«Осмысление» получение новой информации, ее осмысление и соотнесение с собственными знаниями Предлагает учащимся классифицировать записанные на доске знания по каким-либо основаниям. На доске оформляется структурно-логическая схема (в соответствии с проведенной классификацией). коррозия Предлагают основания для классификации полученных о коррозии сведений. Записывают структурно-логическую схему, обсуждая вопрос о распределении по предложенным основаниям полученных на предыдущем этапе сведений. Видеофильм «Коррозия металлов» (классификация) Предлагает учащимся продолжить работу с маркировочной таблицей индивидуально. Маркирует колонка в центре таблицы: «Хочу узнать» Знаю Хочу узнать Видеофильм «Коррозия металлов» (коррозия в кислой среде) Давайте рассмотрим химическую коррозию металлов на воздухеВопрос:Как протекает этот процесс? Вспомним, что представляет собой воздух?Железо под воздействием O2 , H2О и ионов водорода постепенно окисляется. Этот процесс является окислительно-восстановительным, где металл является восстановителем. Коррозия железа может быть описана упрощенным уравнением 4Fe + 3O2 + 6H2О = 4 Fe(OH) 3Fe0-3е= Fe3+O02+4 е=2O2-Fe(OH) 3 и является ржавчиной Это смесь газов, которая имеет состав по объему: Азот 78,095%Кислород 20,939%Диоксид углерода 0,031%Благородные газы 0,935% , а остальное примеси ^ За 5 дней до урока мы приготовили опыты.Опыт № 1. Взяли две пробирки, налили в них воду. В одной из них воду прокипятили. Поместили в обе пробирки по очищенному железному гвоздю. Закрыли колбы пробками. Где пойдет процесс коррозии быстрее?В этом опыте мы выяснили роль кислорода воздуха в коррозии железа. Давайте сделаем вывод: Признаки реакции появились быстрее в пробирке с некипяченой водой.^ Вывод: кислород является одним из агрессивных ее факторов. Если кислород является одним из агрессивных ее факторов, тогда почему вода в алюминиевом чайнике при нагревании кипит, но не действует на металл, и чайник служит довольно долгое время?Алюминий - очень активный металл и теоретически с водой должен был бы взаимодействовать в соответствии с уравнением2Al + 3H2О = Al2O3 + 3H2Однако его поверхность покрывается плотной пленкой оксида Al2O3, которая защищает металл от воздействия воды и кислорода. Вывод: окисная пленка защищает металл от воздействия воды и кислорода Особенно разнообразные процессы химической коррозии встречаются в среде кислот, щелочей, солей, а также в расплавах солей и других веществ.Опыт №2- пробирка с водой и с железным гвоздём -пробирка с раствором хлорида натрия и с железным гвоздёмБольшие неприятности связаны с хлоридом натрия (в некоторых странах используют отход производства – хлорид кальция), разбрасываемым в зимнее время на дорогах и тротуарах для удаления снега и льда. В присутствии солей они плавятся, и образующиеся растворы стекают в канализационные трубопроводы. Вывод: соли и особенно хлориды являются активаторами коррозии и приводят к ускоренному разрушению металлов, в частности транспортных средств и подземных коммуникаций Добавка к воде хлорида натрия усилила коррозию металла. ^ Основополагающим звеном для понимания электрохимических процессов является ряд напряжения металлов. Металлы можно расположить в ряд, который начинается с химически активных и заканчивается наименее активными благородными металлами:^ РЯД НАПРЯЖЕНИЯ МЕТАЛЛОВLi, Rb, К, Ва, Sr, Са, Mg, Al, Be, Mn, Zn, Cr, Ga, Fe, Cd, Tl, Co, Ni, Sn, Pb, H, Sb, Bi, As, Cu, Hg, Ag, Pd, Pt, Au.Рассмотрим влияние различных электролитов на процесс коррозии металлов.Опыт №3пробирка с раствором хлорида натрия и железный гвоздь, обвитый медной проволокойпробирка с раствор хлорида натрия и железный гвоздь с цинкомВывод:Железо соприкасается с медью, произошла коррозия, появился бурый осадок ржавчины. Но ржавчины получилось много. При соприкосновении железа с цинком наблюдается сильная коррозия, но образовался осадок белого цвета – это гидроксид цинка. Следовательно, коррозировало не железо, а цинк. Таким образом, железо практически не коррозирует, если оно соприкасается с цинком. А теперь поговорим о способах защиты металлов от коррозии.Вопрос: Какие вы знаете способы защиты от коррозии?Видеофрагмент отвечают ^ Способы защиты от коррозии 1. легирование металлов, т.е. получение сплавов. Например, в настоящее время создано большое число нержавеющих сталей путем присадок к железу никеля, хрома, кобальта и др. Такие стали, действительно, не покрываются ржавчиной^ 2. нанесение на поверхность металлов защитных пленок: лака, краски, эмали, других металлов. Листовое железо, покрытое цинком, называют оцинкованным железом, а покрытое оловом – белой жестью. Первое в больших количествах идет на кровли домов, а из второго изготавливают консервные банки. И то и другое получают главным образом протягиванием листа железа через расплав соответствующего металла.Покрытия из цинка и олова (так же, как и других металлов) защищают железо от коррозии. При нарушении покрывающего слоя (трещины, царапины) коррозия изделия протекает даже более интенсивно, чем без покрытия. Это объясняется «работой» гальванического элемента железо – цинк и железо – олово.^ 3. введение ингибиторов (замедлителей коррозии) Опыт №4В пробирку на 1/5 объема налили разбавленную серную кислоту, затем поместили в нее железные стружки. Довели до кипения. Наблюдали выделение пузырьков газа водорода.Затем в эту же пробирку добавили ингибитор уротропин (1 измельченную таблетку). Уротропин можно заменить тиомочевиной или сухим горючим. Реакция с кислотой прекратилась. ^ 4. протекторный метод защиты от коррозииЦинк электрохимически защищает железо от коррозии. На этом принципе основан протекторный метод защиты от коррозии металлических конструкций и аппаратов. Английское слово «претект» – означает защищать, предохранять Этап «Рефлексия» Учитель заполняет вместе с учащимися третью колонку таблицы «Узнал новое». Знаю Хочу узнать Узнал новое Вопросы: Что на уроке показалось вам интересным? Необычным? Что вызвало затруднения? Какие предположения подтвердились? Над чем стоит поразмышлять в дальнейшем? Учащиеся продолжают работу с маркировочной таблицей индивидуально. Почему нельзя использовать нож из алюминия? Литий – самый лёгкий металл, почему нельзя из него сделать самолёт? Почему в оцинкованном ведре нельзя варить борщ или щи? Домашнее задание: (по выбору);напишите сказку; составьте кроссворд по теме «Коррозия металлов»;используя алгоритм, напиши статью в газету «Югорское обозрение». Выбирают домашнее задание.