Урок "Дослідження корозійної стійкості металів і їхніх сплавів у різних середовищах"

Розробка уроку з предмету:  Природничі науки.  11 клас

Тема 6. Технології

Тема уроку . Дослідження корозійної стійкості металів і їхніх сплавів у різних середовищах

Дидактична мета:  навчити учнів визначити корозійні властивості різних металів в природі

Виховна мета: формувати  екологічну культуру

Розвивальна мета:  розвивати креативне мислення; формувати діловий стиль спілкування у практично-професійній діяльності;

Тип уроку - комбінований

Обладнання: , зразки металів, вода дистильована, розчин солі, вода з лимонною кислотою, мильний розчин луг.

Ключові терміни та визначення: анод, катод, електроліт, заряд, електроліз.

1. Хід уроку

1. Організаційний етап:                            

Привітання, перевірка присутності учнів на занятті; створення робочої атмосфери та сприятливого психологічного клімату на занятті.

2. Перевірка виконаного домашнього завдання методом онлайн тестування за покликанням https://naurok.com.ua/test/zagalni-vlastivosti-metaliv-34053.html

3. Актуалізація опорних знань.

Відповісти на запитання:

1. Дати визначення металів.
2. Охарактеризувати основні властивості металів
3. Що таке ерозія грунтів?
4. Що таке корозія металу?
5. Які види корозії вам відомі?

4. Визначення теми, мети заняття, мотивація навчальної діяльності.

            Всім відомо поняття «»іржа», яка «з’їдає» мільйони тонн заліза в світі щорічно. Вважають,  що в рік руйнується 20% сталі, тобто кожна шоста домна працює на повернення збитків, або ¼ чавуну і сталі витрачається для компенсації збитків від корозії. Крім основних витрат, існують і побічні витрати на ремонт і заміну деталей, втрата газу і нафти в пошкоджених нафтопроводах, псування продуктів, втрата здоров’я і життя людей під час аварій. Це – корозія металів, яка завдає великої шкоди, особливо залізним матеріалам, які найбільш поширені.

5.         Вивчення нового матеріалу

 Пояснення вчителя.

 Корозією (від лат. сorrodere – роз'їдати) – називається процес руйнування металу внаслідок хімічної або електрохімічної взаємодії з навколишнім середовищем.

 Вироби з металів та їхніх сплавів, крім золота і платини, під впливом повітря, вологи поступово руйнуються в результаті хімічних реакцій, які самочинно відбуваються між металами і речовинами, що містяться в навколишньому середовищі. У результаті корозії змінюється зовнішній вигляд металу: гладенька, добре відполірована поверхня стає шорсткою, покривається різними продуктами корозії, якість виробів і споруд погіршується. Вони можуть стати навіть зовсім непридатними для використання. У результаті корозії залізні вироби покриваються бурим нальотом, вироби із цинку і алюмінію набувають білого чи сірого кольору. На поверхні мідних виробів появляється зеленкувато-блакитний наліт – це основна сіль (CuOH)2CO3, що є отруйною речовиною. Срібні предмети темніють.

 Класифікація корозії ведеться за такими ознаками: за механізмом процесу, умовами корозії та видами корозійного руйнування.

 За механізмом протікання корозійних процесів розрізняють хімічну та електрохімічну корозію.

 За умовами протікання корозія поділяється на такі види: атмосферна, ґрунтова, у морській та річковій воді, газова, корозія під напруженням тощо. Таким чином, класифікація корозії за умовами протікання характеризує те середовище, в якому працює дана металева конструкція або прилад. Деякі з названих видів корозії можуть мати різновиди, наприклад, атмосферна корозія може відбуватися в умовах помірної або високої вологості, нормальної або підвищеної температури повітря.

 Хімічна корозія – це руйнування металу внаслідок його взаємодії з середовищем, яке не проводить електричний струм.

  Під час хімічної корозії електрони від атома металу переходять безпосередньо до окисника: Хімічна корозія буває двох видів - газова та корозія в рідинах-неелектролітах. Газова корозія відбувається в газах при високих температурах. У більшості випадків це гази, що містять кисень - сухе повітря, вуглекислий газ, чистий кисень.

 Газова корозія виникає в камерах згоряння, газових турбінах, при термічній обробці, у нагрівальних елементах тощо. Під впливом гарячих газів відбувається окислення металу з утворенням на його поверхні плівки з продуктів реакції, що називається окалиною. Окалина уповільнює подальше окислення, тобто має захисні властивості. Швидкість окислення значною мірою залежить від захисних властивостей поверхневих оксидів. Розсипчаста плівка залишає вільним доступ кисню до поверхні металу і майже не перешкоджає корозії. Щільні оксиди, що мають добре зчеплення з металом і однаковий з ним коефіцієнт лінійного розширення, мають високі захисні властивості.

 Захист металів від корозії (переглядаємо відеоролик за покликанням https://www.youtube.com/watch?v=nN_LC6WtW8M

6. Виконання практичної роботи

              Завдання 1 (учні одержали наперед, як випереджувальне).     Підготовані  зразки різних металів розміром 2,5 х 2,5 см жерсті (тех. бляхи), міді, оцинкованого заліза, з консерви зі спеціальним покриттям, алюмінієву банку від солодких напоїв помістили в різні середовища на 1 тиждень.

Оглядаємо,  описуємо зміни на поверхні металів та занотовуємо їх в таблицю.

         Завдання 2. В зразках в яких наявні ерозійні процеси порахувати їх площу. Для цього потрібно сфотографувати екземпляри, а фото завантажити в комп’ютер. В програмі MS Word створити таблицю на весь аркуш паперу з параметрами кожної клітинки 0,5 см, без відступів абзаців та інтервалів. Додати своє зображення на аркуш, та в налаштуваннях рисунку поставити відображати на задній план або за текстом. Розмістити фото таким чином, щоб воно займало площу 5 х 5 клітин. Площу фігури неправильної форми визначити в см² з точністю 0,5 см². Підрахувати кількість цілих клітинок N_к, половинок N_п та четвертинок N_ч, якими зайнята площа уражена іржею. Площу фігури в см² обчислюють за формулою, враховуючи, що 1 см² 4 цілих клітинки, маємо формулу розрахунку:

                   Площа = ¼ (N_к + N_п/2 + N_ч/4)

Зробити висновок (самостійно).

7.Підсумковий контроль засвоєння знань і вмінь: 

 виконуємо онлайн тести за покликанням       https://naurok.com.ua/test/koroziya-metaliv-776935.html

              8. Підбиття підсумків заняття, рефлексія (метод «Мікрофон»):

    Сьогодні на уроці я дізнався…

    В житті ці знання мені знабляться …

              9. Домашнє завдання

Завдання 1. Описати, що не піддається корозії в продовж останніх 16 віків.

Дивитись!. https://www.youtube.com/watch?v=l_CZXli8IB8.

Зробити висновки

Завдання 2. Поміркувати над питанням, як корозія впливає на масивні металічні конструкції (мости).