это быстро и бесплатно
Оформите заказ сейчас и получите скидку 100 руб.!
Ознакомительный фрагмент работы:
Федеральное агентство по образованию РФ
Южно-Уральский государственный университет
Кафедра «Физическая химия»
Дисциплина ________________________________________________________
О Т Ч Е Т
по лабораторной работе
«Электрохимическая коррозия с водородной деполяризацией»
Студент группы_______________
____________________________
Челябинск
Цель работы: установить зависимость скорости коррозии железоуглеродистых сплавов в разбавленной серной кислоте от содержания углерода в сплаве.
Общие положения
В разбавленном растворе серной кислоты (до 20 мас.% H2SO4, рН » 1) железоуглеродистые сплавы корродируют с водородной деполяризацией:
катодный процесс: 2 H+ (p-p) + 2 ® Н2 (газ)|´1 (1)
анодный процесс: Fe(тв)- 2 ®Fe2+(р-р)|´1 (2)
суммарное уравнение: H2SO4 (p-p) + Fe(тв)® Н2 (газ) + FeSO4 (p-p) (3)
Водородная деполяризация протекает в кинетическом режиме (самая медленная стадия – или разряд ионов водорода, или рекомбинация атомов водорода в молекулу). Пузырьки водорода формируются преимущественно на поверхности катодных структурных составляющих сплавов (в сталях – на цементите, в сером чугуне – на графите). Поэтому возрастание скорости коррозии uкорр при постоянной температуре возможно за счет экстенсивного фактора – увеличения площади SК катодных участков (при этом скорость коррозии на единице площади поверхности не изменяется):
. (4)
Площадь катодных участков на поверхности сплава пропорциональна концентрации углерода в сплаве, поэтому существует зависимость – чем больше содержание углерода, тем больше скорость коррозии сплава.
С ростом температуры скорость химической реакции возрастает в соответствии с уравнением Аррениуса. Для процесса водородной деполяризации это проявляется в уменьшении поляризации катодного процесса. Установлено, что при увеличении температуры на 1 градус перенапряжение выделения водорода уменьшается, в среднем, на 2 мВ. Поэтому с увеличением температуры скорость коррозии железоуглеродистых сплавов в кислых растворах резко возрастает.
Обработка результатов
Таблица 1 – Исходные данные образцов
Марка сплава | 08КП | Ст3 | 45 | У10 | АЧС-3 |
Содержание углерода С, мас.% | 0,09 | 0,24 | 0,43 | 0,96 | 3,5 |
Плотность материала r, г/см3 | 7,85 | 7,7 | 7,7 | 7,6 | 7,1 |
Диаметр образца d, мм | |||||
Толщина образца h, мм | |||||
Площадь поверхности образца, см2: S = 2×(p×d 2/4) + p×d×h |
Таблица 2 – Экспериментальные результаты
Время t, мин | Объем водорода (абсолютное значение и на единицу площади образца) | |||||||||
08КП | Ст3 | 45 | У10 | АЧС-3 | ||||||
u, см3 | u/S, см3/см2 | u, см3 | u/S, см3/см2 | u, см3 | u/S, см3/см2 | u, см3 | u/S, см3/см2 | u, см3 | u/S, см3/см2 | |
0 |
1. Строим графики зависимости объема выделившегося водорода от длительности коррозии u/S = f(t) для каждого сплава (вместе 08КП, Ст3 и 45; вместе У10 и АЧС-3):
2. Скорость коррозии u/(S×t) вычисляем как угловой коэффициент наклона линейной зависимости u/S = f(t). Для этого выбираем на линии графика две точки и по их координатам вычисляем угловой коэффициент наклона:
. (5)
3. Объемный показатель коррозии вычисляем по формуле
, (6)
где Р = …….…..……., мм.рт.ст. - фактическое атмосферное давление; Т = ……..……… , К - температура. В формуле учтены: переход от минут к часам; пересчет объема водорода к нормальным условия (давление 760 мм.рт.ст., температура 273 К).
3. Массовый показатель коррозии железа Кm вычисляем из объемного показателя коррозии Коб на основе эквивалентного соотношения между массой прореагировавшего железа и объемом выделившегося водорода (см. уравнение химической реакции (3)):
. (8)
4. Глубинный показатель коррозии (проницаемость):
. (7)
Таблица 3 – Результаты расчета показателей коррозии
Марка сплава | 08КП | Ст3 | 45 | У10 | АЧС-3 |
Скорость коррозии u/(S×t), см3/(см2×мин) | |||||
Объемный показатель коррозии Коб, см3/(см2×час) | |||||
Массовый показатель коррозии Кm, г/(м2×час) | |||||
Глубинный показатель коррозии (проницаемость) КП, мм/год |
5. Строим график зависимости массового показателя коррозии Кm от концентрации углерода в сплаве:
Таблица 4 – Десятибалльная шкала
|
4. Оцениваем стойкость железоуглеродистых сплавов в соответствии со шкалой коррозионной стойкости (табл. 4):
Марка сплава | № группы | Название группы стойкости | Балл |
08КП | |||
Ст3 | |||
45 | |||
У10 | |||
АЧС-3 |
ВЫВОД:
Вариант 1 «Электрохимическая коррозия с водородной деполяризацией»
Марка сплава | 08КП | Ст3 | 45 | У10 | АЧС-3 |
Толщина образца h, мм | 1,3 | 2,2 | 2,1 | 3,0 | 1,7 |
Диаметр образца d, мм | 9,0 | 15,0 | 12,6 | 10,0 | 8,0 |
Объем водорода, см3
Время, мин | 08КП | Ст3 | 45 | У10 | АЧС-3 |
0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
5 | 0,1 | 0,3 | 0,4 | 1,4 | 11,8 |
10 | 0,1 | 0,5 | 0,8 | 3,3 | 22,6 |
15 | 0,2 | 0,8 | 1,3 | 4,9 | 35,0 |
30 | 0,2 | 1,5 | 2,8 | 11,0 | 66,6 |
45 | 0,3 | 2,3 | 4,6 | 16,3 | 95,4 |
60 | 0,4 | 3,2 | 6,2 | 23,0 |
Вариант 2 «Электрохимическая коррозия с водородной деполяризацией»
Марка сплава | 08КП | Ст3 | 45 | У10 | АЧС-3 |
Толщина образца h, мм | 1,8 | 1,8 | 1,8 | 1,8 | 1,8 |
Диаметр образца d, мм | 10 | 14 | 12 | 12 | 10 |
Объем водорода, см3
Время, мин | 08КП | Ст3 | 45 | У10 | АЧС-3 |
0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
5 | 0,1 | 0,2 | 0,3 | 1,6 | 17,6 |
10 | 0,1 | 0,4 | 0,7 | 3,8 | 33,7 |
15 | 0,2 | 0,7 | 1,1 | 5,7 | 52,3 |
30 | 0,3 | 1,3 | 2,5 | 12,8 | 99,4 |
45 | 0,3 | 1,9 | 4,0 | 19,0 | |
60 | 0,5 | 2,7 | 5,5 | 26,8 |
Вариант 3 «Электрохимическая коррозия с водородной деполяризацией»
Марка сплава | 08КП | Ст3 | 45 | У10 | АЧС-3 |
Толщина образца h, мм | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
Диаметр образца d, мм | 10 | 12 | 13 | 14 | 8 |
Объем водорода, см3
Время, мин | 08КП | Ст3 | 45 | У10 | АЧС-3 |
0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
5 | 0,1 | 0,2 | 0,4 | 2,2 | 12,4 |
10 | 0,1 | 0,3 | 0,8 | 5,2 | 23,8 |
15 | 0,3 | 0,5 | 1,3 | 7,7 | 36,9 |
30 | 0,3 | 1,0 | 2,9 | 17,3 | 70,2 |
45 | 0,4 | 1,5 | 4,8 | 25,6 | 99,85 |
60 | 0,5 | 2,1 | 6,5 | 36,1 | – |
Вариант 1 «Электрохимическая коррозия с водородной деполяризацией»
Марка сплава | 08КП | Ст3 | 45 | У10 | АЧС-3 |
Толщина образца h, мм | 1,3 | 2,2 | 2,1 | 3,0 | 1,7 |
Диаметр образца d, мм | 9,0 | 15,0 | 12,6 | 10,0 | 8,0 |
Объем водорода, см3
Время, мин | 08КП | Ст3 | 45 | У10 | АЧС-3 |
0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
5 | 0,1 | 0,3 | 0,4 | 1,4 | 11,8 |
10 | 0,1 | 0,5 | 0,8 | 3,3 | 22,6 |
15 | 0,2 | 0,8 | 1,3 | 4,9 | 35,0 |
30 | 0,2 | 1,5 | 2,8 | 11,0 | 66,6 |
45 | 0,3 | 2,3 | 4,6 | 16,3 | 95,4 |
60 | 0,4 | 3,2 | 6,2 | 23,0 |
Вариант 2 «Электрохимическая коррозия с водородной деполяризацией»
Марка сплава | 08КП | Ст3 | 45 | У10 | АЧС-3 |
Толщина образца h, мм | 1,8 | 1,8 | 1,8 | 1,8 | 1,8 |
Диаметр образца d, мм | 10 | 14 | 12 | 12 | 10 |
Объем водорода, см3
Время, мин | 08КП | Ст3 | 45 | У10 | АЧС-3 |
0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
5 | 0,1 | 0,2 | 0,3 | 1,6 | 17,6 |
10 | 0,1 | 0,4 | 0,7 | 3,8 | 33,7 |
15 | 0,2 | 0,7 | 1,1 | 5,7 | 52,3 |
30 | 0,3 | 1,3 | 2,5 | 12,8 | 99,4 |
45 | 0,3 | 1,9 | 4,0 | 19,0 | |
60 | 0,5 | 2,7 | 5,5 | 26,8 |
Вариант 3 «Электрохимическая коррозия с водородной деполяризацией»
Марка сплава | 08КП | Ст3 | 45 | У10 | АЧС-3 |
Толщина образца h, мм | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
Диаметр образца d, мм | 10 | 12 | 13 | 14 | 8 |
Объем водорода, см3
Время, мин | 08КП | Ст3 | 45 | У10 | АЧС-3 |
0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
5 | 0,1 | 0,2 | 0,4 | 2,2 | 12,4 |
10 | 0,1 | 0,3 | 0,8 | 5,2 | 23,8 |
15 | 0,3 | 0,5 | 1,3 | 7,7 | 36,9 |
30 | 0,3 | 1,0 | 2,9 | 17,3 | 70,2 |
45 | 0,4 | 1,5 | 4,8 | 25,6 | 99,85 |
60 | 0,5 | 2,1 | 6,5 | 36,1 | – |
Сделайте индивидуальный заказ на нашем сервисе. Там эксперты помогают с учебой без посредников Разместите задание – сайт бесплатно отправит его исполнителя, и они предложат цены.
Цены ниже, чем в агентствах и у конкурентов
Вы работаете с экспертами напрямую. Поэтому стоимость работ приятно вас удивит
Бесплатные доработки и консультации
Исполнитель внесет нужные правки в работу по вашему требованию без доплат. Корректировки в максимально короткие сроки
Гарантируем возврат
Если работа вас не устроит – мы вернем 100% суммы заказа
Техподдержка 7 дней в неделю
Наши менеджеры всегда на связи и оперативно решат любую проблему
Строгий отбор экспертов
К работе допускаются только проверенные специалисты с высшим образованием. Проверяем диплом на оценки «хорошо» и «отлично»
Работы выполняют эксперты в своём деле. Они ценят свою репутацию, поэтому результат выполненной работы гарантирован
Ежедневно эксперты готовы работать над 1000 заданиями. Контролируйте процесс написания работы в режиме онлайн
9. Стратегия взаимодействия с органами государственного управления как...
Диплом, реклама и PR
Срок сдачи к 22 июня
Сделать кинематический, энергетический и силовой расчет привода к...
Курсовая, детали машин
Срок сдачи к 10 окт.
от 20 до 40 листов дать понятие (динамику заболевания
Курсовая, основы профилактики сестринского дела
Срок сдачи к 15 сент.
«Конструирование эффективной образовательной среды для целей профориентации в моей школе»
Эссе, Профориентация
Срок сдачи к 11 сент.
анализ древнерусской литературы, 20-25 страниц,
Курсовая, история государства и права
Срок сдачи к 27 дек.
Заполните форму и узнайте цену на индивидуальную работу!