Nhôm là kim loại được sử dụng phổ biến trong việc chế tạo các thiết bị, dụng cụ cũng như đồ dùng trong đời sống hàng ngày.
1. Giải thích vì sao nhôm là một kim loại có tính khử mạnh (chỉ sau kim loại kiềm và kiềm thổ) nhưng vẫn được sử dụng phổ biến để chế tạo xoong, nồi, ấm đun nước.
2. Nhôm được sử dụng để chế tạo các thiết bị máy móc do các tính chất quý báu của nó: Bên cạnh khả năng chịu ăn mòn hóa học khá tốt thì nhôm chỉ nhẹ bằng khoảng 1/3 so với đồng và sắt nhưng có tính dẻo, dẫn điện và khả năng chống mài mòn rất tốt.
Thí nghiệm sau đây được thực hiện để đo tốc độ ăn mòn (tính theo đơn vị mm/năm) của nhôm trong môi trường axit HNO3 3M.
– Nhúng miếng nhôm (đã được làm sạch) hình lập phương cạnh 0,2 cm vào dung dịch HNO3 3M (nồng độ không đổi) ở nhiệt độ 25°C trong 360 giờ.
– Tốc độ ăn mòn CR (mm/năm) được tính theo công thức:
CR = 87,6m/(D.A.t)
Trong đó, m là khối lượng nhôm (theo mg) bị tan đi trong t = 360 giờ, D = 2,7 g/cm³ là khối lượng riêng của nhôm, A là diện tích ban đầu của miếng nhôm (theo cm2).
a) Kết quả thí nghiệm xác định khối lượng miếng nhôm giảm 20,8 mg trong 360 giờ. Hãy tính tốc độ ăn mòn CR (mm/năm) của nhôm trong môi trường HNO3 3M.
b) Trong cùng điều kiện thí nghiệm như trên, CR của kẽm là 17,7 mm/năm. Giá trị này có thể kết luận kim loại nào (nhôm hay kẽm) có tính khử mạnh hơn hay không? Giải thích.
c) Giải thích vì sao người ta mạ kẽm (bằng cách điện phân dung dịch) để bảo vệ vật dụng kim loại bằng sắt, thép mà không phải là lớp mạ nhôm?
Câu trả lời tốt nhất
1.
Nhôm là một kim loại có tính khử mạnh (chỉ sau kim loại kiềm và kiềm thổ) nhưng vẫn được sử dụng phổ biến để chế tạo xoong, nồi, ấm đun nước vì Al có lớp oxit Al2O3 rất bền bảo vệ.
Nếu lớp Al2O3 này bị mất (do xây xước trong quá trình sử dụng) thì ngay lập tức lớp Al2O3 mới được hình thành (do Al tác dụng với O2 trong không khí) hoặc lớp bảo vệ khác là Al(OH)3 hình thành (do Al tác dụng với H2O).
2.
a.
Diện tích bề mặt hình lập phương A = 6.0,2.0,2 = 0,24 cm2
—> CR = 87,6.20,8/(2,7.0,24.360) = 7,81 mm/năm
b.
CR(Zn) = 17,7 mm/năm > CR(Al) = 7,81 mm/năm
—> Zn bị ăn mòn mạnh hơn Al.
Giá trị này không kết luận được Zn có tính khử mạnh hơn Al vì tính khử không phải lúc nào cũng tỉ lệ thuận với độ ăn mòn mà còn phụ thuộc nhiều yếu tố khác, trong trường hợp này bề mặt Al bị thụ động trong HNO3 đặc nên bị ăn mòn rất chậm.
c.
Không thể mạ Al bằng phương pháp điện phân dung dịch vì Al3+ không bị khử trong nước.
Cho em hỏi chỗ đơn vị của tốc độ ăn mòn là mm/năm nma đề cho tgian 360 giờ thì có phải đổi không vậy ạ?
Đoạn HNO3 thụ động em vẫn chưa hiểu cho lắm vì trong trường hợp này Al bị thụ động hoá trong HNO3 đặc nên bị ăn mòn chậm nhưng HNO3 3M thì đã đặc đâu ạ?