Открытый урок по химии в 9 классе "Коррозия металлов"
план-конспект урока по химии (9 класс) на тему

Приложение 1

Тема. Коррозия металлов.

Цели урока. Сформировать у учащихся представление о коррозии металлов, используя знания о гальваническом элементе, выяснить причины вызывающие процесс коррозии и меры борьбы с коррозией, формировать учебные компетенции, стремление к познанию и самопознанию, способствовать воспитанию культуры труда в группах.

Тип урока: изучение нового материала.

Методы обучения: объяснительно – иллюстративный, частично – поисковый, экспериментальный.

Оборудование: четыре стакана (один стакан с водой и три стакана с раствором NaCl), четыре железных гвоздя, медная и цинковая пластинка.  

Ход урока.

I этап –мотивация учебной деятельности. На доске записана тема урока.

Учитель. Сегодня я  начну урок стихотворением Анны Ахматовой.  

Молюсь оконному лучу

Он бледен, тонок, прям.

Сегодня я с утра молчу

А сердце -  пополам.

На рукомойнике моём

Позеленела медь

Но так играет луч на нём

Что весело глядеть.

Такой невинный и простой

В вечерней тишине

Но в этой храмине пустой

Он словно праздник золотой

И утешенье мне.

Какое отношение имеет это стихотворение к теме нашего урока?

Приведу в пример несколько фактов, которые помогут вам ответить на этот вопрос.

31 января 1951 года обрушился железнодорожный мост в Квебеке (Канада). Мост был введён в эксплуатацию в 1947 году. В 1964 году рухнуло одно из самых высоких сооружений в мире – 400 метровая антенная мачта на юго – западном побережье Гренландии. Список подобных разрушений можно значительно расширить, приведённые примеры объединяет один процесс, возможно вы знаете как он называется?

Ученик: Этот процесс называется коррозией металлов.

Учитель: для того чтобы разобраться в этом процессе, необходимо вспомнить как работает гальванический элемент?

Учитель помогает ученикам вспомнить, что такое гальванический элемент и как он работает.

II этап

Изучение нового материала.

Учитель. Теперь мы с вами готовы разобраться в процессе, который происходит с металлами. Работать будем по плану.

План изучения коррозии:

1. Сущность процесса коррозии.
2. Виды коррозии.
3. Способы защиты металлов от коррозии.

Слово «коррозия» происходит от латинского слова «corrodere» - разъедать. Это саморазрушение металлов под действием внешней среды. Чаще всего коррозии подвергаются железо и его сплавы, этот металл широко используется человеком. Атомы железа под воздействием кислорода, ионов водорода и воды постепенно окисляются.

Fe0 – 2e- →Fe2+

Fe2+ - e- → Fe3+

Результатом коррозии являются как прямые потери, связанные с уменьшением массы металла, так и косвенные, связанные с утратой практически важных свойств металла. Косвенные потери во много раз превышают прямые, поскольку разрушается вся металлическая конструкция.

Виды коррозии.

По тому, в какой среде происходит разрушение металла, различают атмосферную, газовую, жидкостную, почвенную коррозию.

По механизму протекания различают химическую и электрохимическую коррозию.

Химическая коррозия – протекает в средах не проводящих электрический ток (газ, нефть, бензин), при высоких температурах, когда невозможна конденсация водяного пара. Ей подвергаются детали двигателей внутреннего сгорания.

Опыт 1. Прокаливание медной проволоки.

Cu0 – 2е- → Сu2+

Происходит окислительно – восстановительный процесс.

Электрохимическая коррозия протекает в среде электролита.

Учитель. Какие вещества называются электролитами? Приведите примеры.

Ученик. К электролитам относятся вещества, растворы которых проводят электрический ток. Электролитами являются растворы солей, кислот и  щёлочей.

Учитель. На поверхности металлического изделия всегда имеется плёнка влаги, в ней растворяются имеющиеся в атмосфере газы.

СО2 + Н2О → Н+ + НСО3─

SO2 + H2O → H+ + HSO3─

При электрохимической коррозии наряду с химическими процессами (окислительно – восстановительный процесс) протекают и  электрические, перенос электрона от одного участка к другому. Вспомним, где мы встречались с подобным процессом?

Рассматривается работа гальванического элемента (медно – цинкового гальванического элемента).

Вывод. Аналогично происходит коррозия сплавов. В присутствии электролитов одни участки поверхности сплава играют роль катода, а другие – анода.

Ученики совместно с учителем дают определение коррозии.

Коррозия – это химическое и электрохимическое разрушение металлов и их сплавов в результате воздействия на них окружающей среды.

Учитель. Коррозия нежелательный процесс, наносится большой ущерб народному хозяйству. Мы с вами должны выяснить, отчего зависит скорость коррозии? Как можно повлиять на этот процесс?

Учащиеся работают в группах (группы сформированы заранее).

Учащимся раздаются стаканы:

1 стакан – железный гвоздь в воде.

2 стакан – железный гвоздь в растворе NaCl.

3 стакан – железный гвоздь вместе с медной проволокой в растворе NaCl.

4 стакан – железный гвоздь и  цинк в растворе NaCl.

Задание учащимся.  Объясните процессы, происходящие в выданном вам стакане. Где коррозия происходит быстрее? Скорость процесса можно определить по количеству ржавчины в стакане. Определить тип коррозии.

Почему в одних случаях коррозия усиливается, а в других замедляется?

     № 1                                 № 2                     № 3                         № 4

№ 1 Химическая коррозия, вода слабый электролит.

2Fe + 2HOH + O2 =2Fe2+(OH)2↓

 2Fe(OH)2 + HOH + O = 2Fe(OH)3↓

4Fe (OH)2 + 2HOH + O2 = 4Fe(OH)3↓

№ 2 и № 3 Электрохимическая коррозия.

Р – р NaCl – это сильная коррозионная среда. Особенно, когда металл контактирует с менее активными металлами, в данном случае с медью, играющей роль катода.

На аноде: Fe0– 2e- = Fe2+

На катоде: 2H+ + 2e- = 2H0  - H2↑  

№ 4

В данном случае железо играет роль катода.

На аноде: Zn0 – 2e- = Zn2+

На катоде: 2H+ + 2e- = 2H0 – H20 ↑

По сути дела получается гальванический элемент и если соединить железный гвоздь и цинк с  гальванометром, то прибор покажет наличие тока в цепи. Цинковая пластинка служит источником электронов, она растворяется. Железо не корродирует до тех пор, пока не растворится цинковая пластинка.

Дети выходят со своими стаканчиками, демонстрируют их классу и с  помощью учителя объясняют процессы коррозии. Все необходимые записи делаются в тетради и на доске.

Вывод: Коррозия протекает быстрее в присутствии электролита и когда металл соединён с менее активным металлом.

Основные методы защиты металлов от коррозии (работа с учебником).

Учитель: Мы рассмотрели сущность процесса коррозии и основные методы защиты металлов от коррозии, а теперь домашнее задание.

Объясните химические процессы о которых идёт речь в отрывке из стихотворения А. Ахматовой.

На рукомойнике моём

Позеленела медь.

Но так играет луч на нём

Что весело смотреть.