3. Аппаратура, методика и порядок проведения работы
Изучение скорости коррозии металлов в растворе кислоты осуществляется объемным методом, основанным на измерении количества водорода, выделившегося в процессе растворения металла, а также гравиметрически по изменениям массы образца в результате испытания.
Основными элементами экспериментальной установки для определения скорости коррозии металлов по объему выделившегося водорода, приведенной на рис. 5, являются бюретка с воронкой 1, стакан с исследуемым раствором 2, подставка 3 для подвески образца 4, кран 5, соединительная трубка 6, резиновая груша 7 для подъема раствора в бюретке. Для измерения массы образца до и после испытания используются аналитические весы.
Рис. 5. Схема установки для измерения скорости коррозии металлов объемным методом: 1 – бюретка; 2 – сосуд с раствором; 3 – подставка, 4 – образец; 5 – кран; 6 – соединительная трубка; 7 – резиновая груша
В работе исследуются два образца цинка (различной степени чистоты или с различными примесями) или образцы железа с различным содержанием углерода (по указанию преподавателя) в 0,5 н. растворе серной кислоты.
Зачистив образцы мелкой наждачной бумагой, определяют с помощью штангенциркуля их геометрические размеры, обезжиривают органическим растворителем, тщательно высушивают и взвешивают на аналитических весах. Размеры образцов и их исходные массы записывают в табл. 6.
Промыв бюретки 1 и стаканы 2 водой, подвешивают образцы на подставках 3 и помещают в стаканы таким образом, чтобы воронки бюреток полностью их накрывали. После установки образцов в один из стаканов наливают ~ 0,5 л 0,5 н. раствора H2SO4; быстро открыв кран 5, с помощью резиновой груши 7 заполняют бюретку раствором точно до ее верхнего деления, тщательно закрывают кран 5 и фиксируют момент начала опыта. Второй стакан и бюретка заполняются аналогичным образом.
Через 5, 10, 15, 30, 45 .и 60 минут после начала опыта записывают в таблицу объем выделившегося водорода, определяемый разностью уровней раствора в бюретке в данный и начальный моменты измерений. По окончании опыта образцы вынимают из стаканов, тщательно промывают водой для удаления продуктов коррозии, протирают ватой или фильтровальной бумагой, смоченной органическим растворителем, хорошо высушивают и взвешивают на аналитических весах. Отработанный раствор выливают в бутыль для слива кислот, а стаканы и бюретки промывают водой.
ПРИ РАБОТЕ С КИСЛОТОЙ НЕОБХОДИМО СОБЛЮДАТЬ ПРАВИЛА ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ (см. стр. 7).
4. Обработка результатов экспериментов
Результаты измерений записывают в табл. 6.
Таблица 6
|
Образец № 1 |
Образец № 2 |
||
Материал |
|
|
||
Размеры, см |
|
|
||
Площадь поверхности, см2 |
|
|
||
Начальная масса m0, г |
|
|
||
|
Объем выделившегося водорода V |
|||
Время от начала опыта τ, мин |
см3 |
см3/см2 |
см3 |
см3/см2 |
5 |
|
|
|
|
… |
|
|
|
|
… |
|
|
|
|
60 |
|
|
|
|
Конечная масса m1, г |
|
|
||
Kоб, см3/(см2·ч) |
|
|
||
Km-, г/(м2·ч) |
|
|
||
(Km-)’, г/(м2·ч) |
|
|
||
По геометрическим размерам образцов рассчитывают площади их поверхностей и объемы водорода, выделившиеся за соответствующее время от начала опыта с единицы поверхности металла.