Інформація для вчителів
Опис
Експериментальна установка
Деякі метали виявляються досить стійкими на повітрі, хоча мали б бути вкрай нестабільними відповідно до їхнього положення в електрохімічному ряді напруг. Найвідомішим таким металом є алюміній.
Завдяки своїй пасивації алюміній сьогодні використовується не лише для багатьох предметів щоденного вжитку, але й для віконних рам, дверних коробок, автомобільних деталей тощо, тобто об'єктів, які часто і тривалий час піддаються впливу погодних умов і не потребують захисту від корозії за допомогою фарбування чи змащування.
Але чому це так?
Додаткова інформація для вчителів (1/3)
Попередні знання
Учні вже мають знати, які хімічні та фізичні процеси відбуваються під час корозії.
Принцип
Причина цієї властивості алюмінію полягає в тому, що при контакті з повітрям або киснем на всій поверхні металу утворюється замкнутий і хімічно дуже стійкий шар оксиду алюмінію, щойно він починає контактувати з повітрям або киснем.
Додаткова інформація для вчителів (2/3)
Мета навчання
Учні дізнаються, чому алюміній такий стійкий до атмосферних впливів.
Завдання
Учні мають дослідити, чому звичайний алюміній настільки стійкий до атмосферних впливів.
Додаткова інформація для вчителів (3/3)
Додаткова інформація
Стандартний потенціал алюмінію становить -1,66 В. Це робить його набагато менш благородним, ніж цинк ( = 0,7628 В) або навіть залізо ( =0,409 В). Тому алюміній, як і залізо, повинен був би кородувати на повітрі або в контакті з водою.
Відповідно до положення алюмінію в електрохімічному ряду напруг, можна було б очікувати, що цей метал поводитиметься так само, як залізо. Але експеримент показує, що цього не відбувається.
Не менш дивним є спостереження, що дія соляної кислоти на алюміній починається дуже повільно.
Інструкції з техніки безпеки
- Одягніть захисні окуляри та рукавички.
- 10% розчини соляної кислоти викликають подразнення, від розчину виходять пари з різким запахом. Не вдихайте пари.
- Правила роботи з небезпечними речовинами наведено у відповідних паспортах безпеки.
- До цього експерименту застосовуються загальні інструкції щодо безпечного проведення експериментів на уроках з природничих наук.
Інформація для учнів
Мотивація
Експериментальна установка
Ви, напевно, помічали, що багато металів, які залишаються на відкритому повітрі, вкриваються червонувато-коричневою патиною і навіть руйнуються з часом.
Таке руйнування металів називають корозією (від лат. corrodo - гризти, роз'їдати).
Але чи помічали Ви коли-небудь, що звичайний алюміній не піддається корозії на повітрі або при контакті з водою, як, наприклад, залізо?
Чому це відбувається?
Завдання
Дослідіть, чому алюміній, який вважається основним металом, такий стійкий до атмосферних впливів.
Матеріал
| Позиція | Матеріал | Пункт №. | Кількість |
|---|---|---|---|
| 1 | Наждачний папір, середньозернистий | 01605-00 | 1 |
| 2 | Блок із 8 заглибленнями, d=40 мм | 37682-00 | 1 |
| 3 | Мензурка, висока, 50 мл | 46025-00 | 3 |
| 4 | Набір електродів (Al, Fe, Pb, Zn, Cu) | 07856-00 | 2 |
| 5 | Полоси листового заліза, 20 шт. | 06532-00 | 1 |
| 6 | Соляна кислота, 10%, 1000 мл | 31821-70 | 1 |
| 7 | Купрум (ІІ) сульфат-5-гідрат | 30126-25 | 1 |
| 8 | Вода дистильована | 31246-81 | 1 |
Підготовка
Помістіть у блок вимірювальних комірок в такому порядку: мензурку з 20 мл розведеного розчину сульфату міді (мідного купоросу), мензурку, наповнену чистою водою, і мензурку з 20 мл 10% соляної кислоти (рис. праворуч).
Занурте знежирену смужку листового заліза (очищену наждачним папером і витерту паперовим рушником) у розчин сульфату міді (розчин мідного купоросу) приблизно на 1 секунду.
Підготовка мензурок
Виконання роботи
Тепер занурте смужку листового алюмінію в розчин мідного купоросу на кілька хвилин і поспостерігайте за тим, що відбувається.
Потім ретельно промийте смужку алюмінію водою і занурте її в 10%-ву соляну кислоту. Приблизно через 10 хвилин вийміть смужку алюмінію з соляної кислоти, швидко занурте її в мензурку з водою, а потім одразу в розчин мідного купоросу. Залиште її там на кілька секунд.
Експериментальна установка
Протокол
Завдання 1
Питання
Завдання 2
Питання
Завдання 3
Питання