Задача 1
Домашний эксперимент — коррозия железных гвоздей в растворах нашатырного спирта, поваренной соли, уксуса, соды и в воде; среду определить самодельным индикатором и сравнить результаты на следующий день.
Решение
План. Пять чистых блестящих гвоздей (без цинкового покрытия) опустить в пять пузырьков с растворами так, чтобы гвоздь был покрыт полностью. Каплей самодельного индикатора (отвар краснокочанной капусты или свёклы) определить среду каждого раствора. Оставить на сутки, затем осмотреть гвозди и растворы. Работать аккуратно, уксус и нашатырный спирт не нюхать вблизи.
Среда растворов. Уксус — кислая; поваренная соль и вода — нейтральная; сода и нашатырный спирт — щелочная. Капустный индикатор в кислой среде красный, в нейтральной фиолетовый, в щелочной сине-зелёный.
Ожидаемые результаты.
- Уксус: на гвозде пузырьки водорода, металл тускнеет, раствор слегка желтеет — кислота растворяет железо: \(\mathrm{Fe + 2CH_3COOH \rightarrow (CH_3COO)_2Fe + H_2\uparrow}\).
- Поваренная соль: заметный рыжий налёт ржавчины — соль повышает электропроводность воды, хлорид-ионы разрушают защитную плёнку.
- Вода: ржавчина есть, но меньше, чем в солёной воде.
- Сода и нашатырный спирт: признаков коррозии почти нет — в щелочной среде железо покрывается защитной плёнкой.
Закономерности. Коррозия ускоряется в кислой среде и в растворах солей, замедляется в щелочной. Сильнее разрушаются острый кончик и шляпка гвоздя: при изготовлении металл там сильнее деформирован, поверхность неоднородна — возникают участки, которые окисляются легче.
Ответ
Скорость коррозии зависит от среды — кислоты и соли её ускоряют, щёлочи замедляют, а неоднородные участки металла разрушаются первыми.
Подробнее — в теме «Коррозия металлов и способы защиты от неё».