Цели урока:
- Сформировать понятие о коррозии металлов.
- Рассмотреть классификацию различных видов коррозии.
- Предложить способы защиты металлических изделий от коррозии.
- Рассмотреть влияние коррозии на здоровье человека.
- Рассмотреть экологические проблемы, связанные с коррозией металлов.
Оборудование:
Проектор, экран, презентация, схема перемещения нефти в водоёме, карточки с вопросами.
Ход урока
В начале урока учащиеся были разделены на 4 группы.
(Слайд 1)
Блестящий гвоздь
Лежал в пыли дороги.
Весенний дождь
Полил его немного.
…Но время шло неумолимо,
И солнце на него светило,
И дождь, и снег, и ветер дул,
И разница температур…
И из блестящего красавца
Он превратился в кучку праха…
– Как вы думаете, о каком процессе говорится в этом стихотворении?
– Правильно, о коррозии металла.
– Тема нашего урока “Коррозия металлов. Экологические проблемы, связанные с ней”. (Слайд 2)
Давайте же разберёмся что такое коррозия. (Слайд 3)
Коррозия – это самопроизвольное разрушение металлов и их сплавов под действием окружающей среды. Запишите пожалуйста это определение себе в тетради.
Как же проходит ржавление железа? Давайте разберём уравнения реакций.
(Слайд 4)
Теперь давайте разберём условия, влияющие на скорость коррозии. (Слайд 5)
- Температура – чем выше температура, тем больше скорость коррозии.
- Активность контактирующего металла – из 2-х металлов корродирует более активный. Чем дальше металлы друг от друга в электрохимическом ряду напряжения, тем больше скорость коррозии.
- Состав среды.
А) Чем больше в окружающей среде содержится окислителей, тем выше скорость коррозии.
Б) Ионы Cl– усиливают коррозию железа, а OH– – ослабляют.
Какие же виды коррозии бывают? (Слайд 6)
- Химическая – взаимодействие металлов с сухими газами или жидкостями, которые не проводят электрический ток. Происходит в печах, двигателях внутреннего сгорания.
- Электрохимическая – все случаи коррозии в растворах электролитов и в присутствии воды.
Подвергаются корпуса морских судов, трубопроводы и т.д.
Теперь нам необходимо разобрать способы защиты от коррозии. (Слайд 7)
- Изоляция от окружающей среды. Нанесение защитных покрытий. Различают покрытия 2-х типов: металлические и неметаллические. К неметаллическим относятся: лаки, краски, эмали. К металлическим – хром, никель, цинк, олово.
- Использование сплавов, устойчивых к воздействию коррозии, т.е. содержащих хром, алюминий, никель, титан.
- Изменение состава среды:
А) введение ингибиторов коррозии (веществ, уменьшающих скорость коррозии);
Б) удаление растворённого в воде воздуха. - Электрохимические методы защиты: протекторная
и катодная защита.
А) Протекторная защита. К защищаемому металлу присоединяют кусок более активного металла (протектор), который и будет корродировать.
Б) Катодная защита. Металлоконструкция подсоединяется к катоду внешнего источника, поэтому на ней идёт процесс восстановления, а не окисления.
– Какие же последствия коррозии могут быть?
(Учащиеся отвечают на этот вопрос.)
Все ваши ответы можно разделить на 2 группы: экологический ущерб и экономический.
(Слайд 8)
Экономический ущерб:
- потеря металла;
- порча оборудования;
- затраты на ремонт.
- экологический ущерб:
- утечка газа при разрушении трубопроводов;
- утечка нефти при разрушении трубопроводов.
Давайте более детально рассмотрим, какой же экологический ущерб водоёмам наносит утечка нефти. (Слайд 9)
Выделяют 5 типов воздействия нефти на морские экосистемы:
- непосредственное отравление живых организмов с летальным исходом; (Слайд10)
- нарушения физиологической активности у гидробионтов; (Слайд 11)
- эффект прямого обволакивания нефтепродуктами живого организма; (Слайд 12)
- болезни, вызванные попаданием в организм углеводородов;
- негативные изменения в среде обитания. (Слайд 13)
– На столах у вас лежат схемы “Основные пути превращения и перемещения нефти в водоёме”. (Приложение 1, Слайд 14)
Давайте на них посмотрим и разберём, что же
происходит с нефтью, после её попадания в водоём.
В водоёмах нефть и нефтепродукты скапливаются
первоначально в поверхностной плёнке, однако
затем при перемешивании воды частично
растворяются или оседают на дно. Аэробные
бактерии окисляют нефтепродукты до нетоксичных
соединений (в конечном итоге до углекислого газа
и воды).
Но эти процессы идут очень медленно и лишь при
определённых условиях (достаточной концентрации
кислорода и температуры воды не ниже 5-100С).
Легколетучие низкомолекулярные компоненты
нефтяного загрязнения испаряются с поверхности
плёнки и могут, значительно загрязнить локальную
область тропосферы.
Предельно допустимые концентрации для паров
нефти 10мг/м3; выше этих значений
загрязнения нефтепродуктами могут вызвать
болезни органов дыхания и нервной системы
человека.
В пресноводных водоёмах летальной концентрацией
нефтепродуктов для взрослых особей рыб являются
значения около 10-15 мг/л, а при значительно более
низких концентрациях (0,05 – 1 мг/л) гибнут икра и
мальки, а так же планктон.
– Как вы думаете, как скажется гибель планктона
на обитателей водоёма?
– Правильно, начнётся борьба за пищу, т.к.
планктон это кормовая база рыб.
А теперь я хочу предложить вам работу в группах. Для каждой группы я приготовила карточки с вопросами. (Приложение 2).
Рассмотрев схему “Основные пути превращения и перемещения нефти в водоёме”, подумайте над вопросами, которые записаны у вас на карточках. И потом выскажите свои предложения, и мы все вместе обсудим и дополним. (Слайд 15)
Работа в группах закончена, подведены итоги работы.
– Мы с вами сейчас уделили большое внимание проблеме загрязнения водоёма нефтью, вы предложили способы очистки воды и берегов водоёма, а так же рассмотрели влияние нефти на живые организмы водоёма и прибрежных зон и человека.
– Скажите пожалуйста, к каким ещё экологическим проблемам может привести коррозия металлов?
Учащиеся отвечают на поставленный вопрос.
– Правильно. Из-за повреждения трубопровода в результате коррозии может произойти утечка газа. Это может привести к взрыву, сгоранию живых организмов и загрязнению атмосферы.
– А только ли сама коррозия металлов может наносить вред окружающей среде и человеку?
Учащиеся отвечают на поставленный вопрос.
– Да, конечно. При производстве лаков, красок и эмалей (для защиты металлов от коррозии) происходит выделение вредных газов в атмосферу. Это вредное производство, на котором люди работают в защитных масках, чтобы не отравить свой организм.
Например, для предохранения железа от коррозии проводят кадмирование железа. Кадмий – металл очень токсичный. Известны случаи смертельного отравления парами кадмия и его соединений. Симптомы кадмиевого отравления: поражение нервной системы, острые костные боли. Кадмий влияет на кровяное давление, может являться причиной образования камней в почках. В почках он накапливается особенно интенсивно.
Опасность представляют любые химические формы кадмия. Одноразовая доза 30-40 мг может стать для человека смертельной. У кадмия велико время удержания: выводится всего лишь около 0,1 % от полученной дозы в сутки.
При производстве холодильных установок используют бромид лития для предотвращения коррозии в них. А бром очень ядовит.
И так, мы с вами сегодня разобрали такую тему, как “Коррозия металлов” и уделили огромное внимание проблеме загрязнения водоёма нефтью в случае её утечки в результате коррозии нефтяных труб. Так же увидели, что не только сама коррозия может привести к экологическим проблемам, но так же и способы защиты от неё, могут сместить экологическое равновесие и отрицательно повлиять на человека.
Домашнее задание §10, подготовить презентацию на тему “Экологические проблемы, связанные с коррозией металлов”.