К.х.н. Швиденко Т.І.

Національний університет біоресурсів і природокористування України

ЗНАЧЕННЯ ТЕМИ «КОРОЗІЯ МЕТАЛІВ ТА СПОСОБИ ЗАХИСТУ ВІД НЕЇ » ДЛЯ ФОРМУВАННЯ ПРОФЕСІЙНОГО СВІТОГЛЯДУ СТУДЕНТІВ-КОНСТРУКТОРІВ

 

У нашому ВНЗ на вивчення курсу «Хімія» студентами факультету конструювання і дизайну сільськогосподарських машин передбачено 32 години лекцій, 16 годин лабораторних занять і 16 годин самостійної роботи під керівництвом викладача.

Тема «Корозія металів та способи захисту від неї» розглядається в кінці семестру і є складовою великого модуля «Основи електрохімії», що включає, крім того, теми «Гальванічні елементи» та «Електроліз». Вона також значною мірою пов ? язана з темою «Окисно-відновні реакції. Загальні властивості металів» і є її логічним завершенням, оскільки корозійні процеси являють собою не що інше, як ОВР. Перелічені теми є специфічними і їх успішне опанування неможливе без глибокого усвідомлення студентами-конструкторами їх необхідності для вирішення майбутніх професійних проблем.

На нашу думку, вивчення теми «Корозія металів і способи захисту від неї» слід починати з повідомлення про розміри збитків, яких щорічно зазнають внаслідок корозії всі галузі народного господарства, включаючи аграрний сектор. Розглядаючи види корозії за механізмом протікання корозійних процесів, ми основну увагу приділяємо електрохімічній корозії, оскільки вона зустрічається найчастіше. Необхідно наголосити, що її механізм пов ? язаний з виникненням мікрогальванічних пар, тобто утворенням анодної зони, що руйнується. Як бачимо, в даному випадку прослідковується внутрішньодисциплінарний зв ? язок з темою «Гальванічні елементи». При розгляді видів деполяризації з метою полегшення розуміння процесів, що відбуваються, ми пропонуємо провести їх порівняння з реакціями, що протікають при електролізі водних розчинів солей металів. Слухачі самі приходять до висновку, що це обернені процеси, які супроводжуються розчиненням металу.

У цілому вивчення теми «Корозія металів» збагачує словарний запас студентів масою нових понять: деполяризатор, інгібітор, протектор, катодний захист, анодний захист, катодне покриття, анодне покриття та ін. Тому особливо важливо уникати плутанини при вживанні даних термінів. Наприклад, катодний захист (електрозахист) – це подача на захищаємий об ? єкт постійного слабкого електричного струму, а катодне покриття – це покриття об ? єкту менш активним металом. Слухачам буде корисно довідатися, що катодний захист – найпоширеніший метод захисту нафто- та газопроводів. Серед методів активного захисту конструкторам особливо близький протекторний захист як найпростіший та досить розповсюджений (в автомобіле- та суднобудуванні).

Ми обов ? язково вимагаємо від слухачів розуміння процесів, що відбуваються на металі з цілісним та ушкодженим анодним чи катодним покриттям, недоліки і переваги їх застосування. Без цього жоден студент не отримує позитивної оцінки на іспиті.

Велику зацікавленість слухачі виявляють при розгляді інгібіторів корозії і порівнянні ступеня їх ефективності, оскільки деякі з них вони вже застосовують на практиці, наприклад, фосфатну кислоту і фосфати. Виконуючи дослід «Визначення об ? ємного і масового показників швидкості корозії Zn і Al в кислому середовищі», студенти роблять вірний висновок про те, що в даному випадку має місце корозія з водневою деполяризацією. Додавши невелику кількість уротропіну до кислоти, відмічаємо уповільнення виділення водню. Керуючись цим, приходимо до висновку, що уротропін є досить ефективним інгібітором корозії металів в кислому середовищі.

Завершуючи розгляд методів захисту металів від корозії, створюємо проблемну ситуацію: “А чи можна повністю замінити метали іншими матеріалами, які б не кородували ? ” Студенти відразу ж висловлюють впевненість, що можна, хоча б частково, як приклад, вказуючи на використання полівінілхлоридних водопровідних і каналізаційних труб.

Таким чином, завдання викладача полягає в тому, щоб наштовхнути слухачів на думку, що, незважаючи на масу відомих способів захисту металів від корозії, вони все ж не є 100%-во ефективними і що давно вже назріла необхідність створення та використання якісно нових конструкційних матеріалів – замінників металів. А саме в цьому, зазначає викладач, і полягає професійне завдання конструкторів. Тому логічно, що при розгляді останньої теми курсу “Органічні сполуки. Полімерні та паливно-мастильні матеріали” відбувається знайомство з полімерними матеріалами, що часто перевершують метали за багатьма технічними характеристиками. Полімери –   матеріал майбутнього.

Нижче подані приклади тестових завдань для самостійної роботи студентів з теми “Корозія металів і способи захисту від неї”.

1.	Електрохімічними методами захисту металів від корозії є:
	1.	катодний захист;				3.	покриття фарбами;
	2.	покриття металами;				4.	анодний захист.
2.	Речовину або йони, що приймають електрони від металу, який руйнується в процесі електрохімічної корозії, називають…
	(у бланку відповідей впишіть вірну відповідь одним словом)
3.	Встановіть відповідність між металом і типом покриття відносно заліза (Е 0 ( Fe ) = - 0,44 B ):
	А		анодне	1.	Sn (Е 0 ( Sn ) = -0,14 B );			4.	Cr (Е 0 ( Cr ) = -0,74 B );
	Б		катодне	2.	Zn (Е 0 ( Zn ) = -0,76 B );			5.	Al (Е 0 ( Al ) = -1,66 B );
				3.	A u (Е 0 ( Au ) = +1,50 B );			6.	Cu (Е 0 (С u ) = +0,34 B ).
4.	Розташуйте метали в порядку зростання їх опірності корозії:
	(у бланку відповіді розташувати у певному порядку)
	1.    Zn ;               2.    Ag ;               3.    P b ;               4.    Fe .
5.	Встановіть відповідність між цілісністю покриття і процесами, що відбуваються на хромованому залізі:
	А		цілісне	1.	(А) Cr – 3 e ® Cr 3+ ;			3.	(K) Cr 3+ + 3e ® Cr ;
	Б		ушкоджене	2.	(A) Fe – 2e ® Fe 2+ ;			4.	(K) Fe 2+ + 2e ® Fe.