116

Chơng 9
Chơng 9Chơng 9
Chơng 9
Ăn mòn và bảo vệ kim loại
Ăn mòn và bảo vệ kim loạiĂn mòn và bảo vệ kim loại
Ăn mòn và bảo vệ kim loại
9
99
9.1. Ăn mòn kim loại
.1. Ăn mòn kim loại.1. Ăn mòn kim loại
.1. Ăn mòn kim loại 9.1.1. Định nghĩa và phân loại ăn mòn kim loại
a- Định nghĩa: Ăn mòn kim loại là sự phá huỷ kim loại khi chúng tiếp xúc với
môi trờng xung quanh.
Hiện tợng ăn mòn là quá trình chuyển kim loại thành trạng thái oxi hoá (ion).
b- Phân loại ăn mòn kim loại:
Tuỳ theo cơ chế xảy ra quá trình ăn mòn, ngời ta chia hiện tợng ăn mòn kim
loại ra làm 3 loại: ăn mòn hoá học, ăn mòn sinh học và ăn mòn điện hóa.
* Ăn mòn hoá học: Là sự ăn mòn kim loại do quá trình tơng tác của bề mặt
kim loại với môi trờng xung quanh, xảy ra theo cơ chế của các phản ứng hoá học dị
thể, nghĩa là phản ứng chuyển kim loại thành ion chỉ xảy ra ở cùng một giai đoạn.
Quá trình ăn mòn hóa học (a) và điện hóa kim loại (b)
117

9.1.2. Cạc chè tiãu âạnh giạ mỉïc âäü àn mn:
* Cạc chè tiãu àn mn âỉåüc chia lm hai loải: chè tiãu âënh tênh v chè tiãu âënh
lỉåüng.
- Âënh tênh quạ trçnh àn mn nhàòm så bäü phán loải hiãûn tỉåüng, xem xẹt ngun
nhán v âàûc tênh ca quạ trçnh àn mn thäng qua quan sạt bàòng màõt thỉåìng, bàòng kênh
hiãøn vi.
- Âënh lỉåüng àn mn bao gäưm:
+ Täúc âäü àn mn khäúi lỉåüng (P
kl
):
Täúc âäü àn mn khäúi lỉåüng kim loải âỉåüc xem l khäúi lỉåüng kim loải bë máút âi
do àn mn tênh trãn mäüt âån vë diãûn têch bãư màût, trong mäüt âån vë thåìi gian:

(9.1)

m
1
, m
2
: khäúi lỉåüng kim loải trỉåïc v sau khi bë àn mn (g);
S : diãûn têch bãư màût kim loải (cm
2

2.
Nhọm cạc kim loải cọ P
tn
= 0,125 - 1,25 mm/nàm âỉåüc coi l kim loải bãưn àn
mn trung bçnh.
3.
3.3.
3.
Nhọm cạc kim loải cọ P
tn
> 1,25 mm/nàm âỉåüc coi l khäng bãưn àn mn.
Tỉång ỉïng, ngỉåìi ta cng chia täúc âäü àn mn thnh 3 loải: cháûm, trung bçnh v
nhanh.
Cạch phán loải ny chè mang tênh tỉång âäúi vç cn phủ thüc vo quan hãû giỉỵa
bn cháút ca váût liãûu v hoảt tênh ca mäi trỉåìng.
P
kl
=
t
S
mm
.
21
−
(g/cm
2
.ngay)
P
tn
=

M: Nguyón tổớ lổồỹng cuớa kim loaỷi (g);
t: thồỡi gian (s) trong mọỹt ngaỡy õóm (= 24*3600 s);
n: sọỳ electron trao õọứi cuớa mọỹt nguyón tổớ kim loaỷi;
F: hũng sọỳ Faraday (F = 96500)

9.1.3. Cơ sở nhiệt động học của ăn mòn điện hoá
Tỏỳt caớ moỹi quaù trỗnh n moỡn coù mọỹt nguyón nhỏn chung: kim loaỷi khọng bóửn
nhióỷt õọỹng trong caùc õióửu kióỷn tổồng taùc vồùi mọi trổồỡng xung quanh.
óứ nghión cổùu nhióỷt õọỹng hoỹc cuớa n moỡn õióỷn hoùa, ngổồỡi ta xỏy dổỷng caùc giaớn
õọử mọ taớ tổồng quan giổợa thóỳ () vaỡ pH cuớa dung dởch, coỡn goỹi laỡ giaớn õọử Pourbaix.
H
2
= 2H
+
+ 2e
5 10 14 pH



0
1,2
4e + O
2
+ 2H
2
O = 4OH
-Hỗnh

:
H
2
- 2e 2H
+

P
kl
=
tM
F
n
i
am

.
(g/cm
2
.ngay)
119

Mọỹt hồỹp phỏửn cuớa nổồùc laỡ ion H
+
õổồỹc hỗnh thaỡnh do õoù nổồùc bóửn.
- ổồỡng cd bióứu dióựn thóỳ cỏn bũng cuớa oxi:
O
2
+ 2H
2
O + 4e 4OH

2
ồớ 1atm, 25
0
C laỡ:
2
/ /
0,059
n
Me Me H H
pH

+ +
< = - Khi pH cuớa dung dởch tng thỗ õióỷn cổỷc hiõrọ caỡng ỏm nón quaù trỗnh n moỡn
õióỷn hoùa giaớm.
- Sổỷ n moỡn õióỷn hoùa coù keỡm theo quaù trỗnh khổớ ion H
+
thổồỡng õổồỹc goỹi laỡ sổỷ n
moỡn coù hióỷn tổồỹng khổớ phỏn cổỷc hiõrọ.
* Trong thổỷc tóỳ, caùc dung dởch nổồùc õóứ ngoaỡi khọng khờ luọn coù oxi hoỡa tan vaỡ
oxi õoùng vai troỡ laỡ chỏỳt oxi hoùa.
Nóỳu
2 2
/ / /
n
H H Me Me O OH

+ +

<
Cu2+/Cu
<O2/H2O
do õoù Cu khọng bở n moỡn bồới H
+
nhổng bở n
moỡn bồới oxi hoỡa tan.
* Caùc kim loaỷi coù thóỳ dổồng hồn thóỳ cuớa oxi nhổ Au, Pt khọng bở n moỡn ngay
trong dung dởch chổùa oxi.



O2/H2O
= 1,23 - 0,059pH = 1,23 - 0,059.3 = 1,053V Cu2+/Cu
= 0,34 +
.
2
F
RT
ln[Cu
2+
] = 0,34 +
.
2

+ 2OH
-
2H
2
O + 2e (3)
2H
2
O O
2
+ 4H
+
+ 4e (4)
4OH
-
O
2
+ 2H
2
O + 4e (5)
Theo quan õióứm nhióỷt õọỹng hoỹc thỗ phaớn ổùng (2) vaỡ (3) laỡ nhổ nhau; phaớn ổùng
(4) vaỡ (5) laỡ nhổ nhau, coù cuỡng cỏn bũng.
Giaớ thuyóỳt laỡ dung dởch õổồỹc õuọứi saỷch khờ O
2
vaỡ phaớn ổùng (3) xaớy ra rỏỳt yóỳu.
Ta chố xeùt cỏn bũng:
Fe
2+
+ 2e Fe
0
= - 0,44V

2+
(phaớn ổùng anot)
2H
+
+ 2e H
2
(Fe) (phaớn ổùng catọt)
Thóỳ õióỷn cổỷc cuớa Fe seợ thay õọứi vaỡ coù giaù trở nũm giổợa hai giaù trở thóỳ cỏn bũng vaỡ
õaỷt õóỳn giaù trở õióỷn thóỳ họựn hồỹp (õióỷn thóỳ ọứn õởnh) hoỷc thóỳ n moỡn
c
. Taỷi giaù trở naỡy
hóỷ õaỷt õóỳn traỷng thaùi ọứn õởnh.

Hỗn
HỗnHỗn
Hỗnh
h h
h 9
99
9.3.
.3 3.
.3.
ổồỡng cong phỏn cổỷc cuớa H
2

i
K
H
2

C
Fe -
121

Ban õỏửu i
a
Fe
> i
c
H+
õóỳn mọỹt luùc naỡo õoù i
a
Fe
= i
c

H+

- Nóỳu xeùt tổỡng nhaùnh mọỹt vồùi tổỡng phaớn ổùng:
+ Vồùi Fe:
i
a

-

i
Fe
=

i
H2
-

i
H2

Hay:

i
Fe
+

i
H2
=

i
H2
+

i
Fe


Fe
a
i
)
corr
=
0
Fe
i
.exp{
RT
nF

(
corr
-
Fe
cb
)}

i
corr
= (
+
H
c
i
)
corr
=

i
=
0
Fe
i
.exp{
RT
nF

[( -
corr
) + (
corr
-
Fe
cb
)]}
= i
corr
.exp{
RT
nF

[( -
corr
)}

+
H
c

( -
corr
)} .exp{-
RT
nF)1(


(
corr
-
+
H
cb
)}
+
H
c
i
= i
corr
.exp{-
RT
nF)1(


( -
corr
)}
-
corr

122

- Nãúu thỉìa nháûn α
Fe
= α
H+
= 0,5 v åí giạ trë ∆ϕ<< RT/nF thç phỉång trçnh (*)
tråí thnh:
i = i
corr
.nF∆ϕ/RT (ạp dủng: khi x<<1 thç e
x
= 1+x)

Hồûc: ∆ϕ = RT/nF . i/i
corr

Âiãûn tråí phán cỉûc: R
p
= RT/nF . 1/i
corr

Do váûy, tỉì âỉåìng cong phán cỉûc ca phn ỉïng àn mn, ta cọ thãø xạc âënh âỉåüc
täúc âäü àn mn.
- ÅÍ ∆ϕ >> RT/nF

i =
Fe
a
i
Hçnh
Hçnh Hçnh
Hçnh 9
99
9.4.
.4 4.
.4.
Gin âäư âỉåìng cong phán cỉûc ϕ - lgi
xác định
ϕ
corr
v i
corrTỉì gin âäư Evans v âỉåìng cong phán cỉûc ta tháúy täúc âäü àn mn kim loải phủ
thüc vo dảng âỉåìng cong phán cỉûc anät v catät. Do váûy, khäng chè nhỉỵng tênh cháút
nhiãût âäüng (âiãûn thãú cán bàòng) m c tênh cháút âäüng hc ca phn ỉïng cng ráút quan
trng. Âiãûn thãú cán bàòng cọ thãø dng âãø xẹt xem liãûu phn ỉïng àn mn cọ xy ra hay
khäng. Vê dủ cọ thãø dãù dng nháûn tháúy Cu sảch khäng bë àn mn trong dung dëch
H
2

ϕ
Fe lgi
c 123

taỷo phổùc (nhổ Cl
-
, NH
3
) coù thóứ aớnh hổồớng laỡm cho
cb
CuCu
E
/
phổùc
<
cb
HH
E

= 1 vaỡ

2
CuCl
C
= 10
-6
thỗ
cb
CuClCu
E

2
/
= - 0,16V
Vỏỷy taỷi giaù trở pH naỡo õoù Cu coù thóứ hoỡa tan trong dung dởch HCl vaỡ giaới phoùng
H
2
.
- Xeùt tọỳc õọỹ n moỡn Fe saỷch vaỡ Zn saỷch trong H
2
SO
4
õaợ õuọứi khờ
Sồ õọử õổồỡng cong phỏn cổỷc (xỏy dổỷng trón cồ sồớ caùc giaù trở ổồùc tờnh cuớa caùc
thọng sọỳ õọỹng hoỹc cuớa caùc phaớn ổùng) cho thỏỳy aớnh hổồớng cuớa caùc thọng sọỳ õọỹng hoỹc
õọỳi vồùi quaù trỗnh n moỡn. Mỷc duỡ
cb
Zn
ỏm hồn

-6
;
0
Fe
i
= 10
-7
A/m
2
; C
Zn2+
= 10
-6
;
0
Zn
i
= 10
-3
A/m
2
Hỗnh
Hỗnh Hỗnh
Hỗnh 9
99
9.5.
.5 5.

i
. exp{
}
)1(
RT
nF






Nóỳu dung dởch tióỳp xuùc vồùi khọng khờ thỗ coù phaớn ổùng khổớ oxi hoỡa tan:

cb
O
E
2
= E
0
+
F
RT
4
.ln
4
2

OH
OHỗnh
Hỗnh Hỗnh
Hỗnh 9
99
9.6
.6.6
.6.
Đổồỡng cong phỏn cổỷc cuớa kim loaỷi trong dung dởch chổùa oxi hoỡa tan
Doỡng n moỡn i
corr
= - i
L,O2
= - 4FD
O2

0
2
O
C
9.2.3. n moỡn kim loaỷi khọng nguyón chỏỳt


nón tọỳc õọỹ thoaùt H
2
/Cu lồùn hồn tọỳc õọỹ thoaùt H
2
/Zn, do õoù tọỳc
õọỹ n moỡn Zn trong trổồỡng hồỹp coù nhióựm Cu lồùn hồn Zn tinh khióỳt.



O2
cb
(1): Khọng khuỏỳy
(2): Coù khuỏỳy

M
cb
1 2

` lgi

125

- ởnh lổồỹng quaù trỗnh n moỡn:
+ Zn nguyón chỏỳt:
2
H

= a + blgi

- 0,76 = - 1,24 - 0,12 lgi
H2
(tra baớng hóỷ sọỳ a vaỡ b)

i
H2
= 10
-4
A/cm
2

+ Zn nhióựm bỏứn:

ZnH /
2

= - 1,24 - 0,12lgi
Zn
H
2
(caùc hóỷ sọỳ a, b tra baớng)

PbH
/
2

= - 1,56 - 0,12lgi
Pb

+ 0,01.i
M
H
2
(Zn nhióựm bỏứn 1%)
Giaớ sổớ bóử mỷt kim loaỷi hoaỡn toaỡn õúng thóỳ, õaỷi lổồỹng i
M
H
2
cho bỏỳt kyỡ kim loaỷi
bỏứn naỡo coù thóứ bióứu dióựn laỡ tọỳc õọỹ thoaùt H
2
trón Zn.
Vờ duỷ:

PbH
/
2

=
ZnH
/
2

= E
Zn
corr
- E
2
H

Zn
H
+ 0,01.10
-2,7
.i
Zn
H
= 0,99.i
Zn
H

Do đó, sổỷ nhióựm bỏứn Pb ồớ Zn khọng laỡm tng tọỳc õọỹ n moỡn maỡ coỡn laỡm giaớm
noù.
+ Vồùi sổỷ nhióựm bỏứn Ag: i
corr
= 3,5.i
Zn
H
2

+ Vồùi sổỷ nhióựm bỏứn Fe: i
corr
= 317.i
Zn
H
2


.3.
. .
. Sự thụ động
Sự thụ độngSự thụ động
Sự thụ động hóa kim loại
hóa kim loại hóa kim loại
hóa kim loại

9.3.1. ọỹng hoỹc n moỡn kim loaỷi thuỷ õọỹng
Sổỷ thuỷ õọỹng hoùa kim loaỷi laỡ quaù trỗnh taỷo maỡng oxit, hyõroxit lón bóử mỷt kim
loaỷi laỡm ngn caớn quaù trỗnh hoỡa tan anọt kim loaỷi vaỡ do õoù laỡm giaớm õaùng kóứ tọỳc õọỹ n
moỡn kim loaỷi.
126

xM + y H
2
O - 2ye M
x
O
y
+ 2yH
+

Mọỹt sọỳ khaù lồùn kim loaỷi (Al, Mg, Fe, Ni, Cr, Mo, Ti, Zr) vaỡ caùc hồỹp kim cuớa
chuùng rỏỳt dóự bở thuỷ õọỹng. Lồỹi duỷng tờnh chỏỳt cuớa kim loaỷi vaỡ hồỹp kim dóự bở thuỷ õọỹng
hoùa, taỷo õióửu kióỷn thuỏỷn lồỹi õóứ kim loaỷi bở thuỷ õọỹng trong mọi trổồỡng xỏm thổỷc.
Coù hai caùch thuỷ õọỹng kim loaỷi:


Hỗnh
Hỗnh Hỗnh
Hỗnh 9
99
9.7

ióỷn thóỳ (lồùn hồn E
tõ
) maỡ tổỡ õoù, nóỳu ta tióỳp tuỷc tng õióỷn thóỳ thỗ mỏỷt õọỹ doỡng tng lón,
õổồỹc goỹi laỡ õióỷn thóỳ quaù thuỷ õọỹng (E
qtõ
). Khi xaớy ra quaù thuỷ õọỹng, coù thóứ lồùp oxit (hay
hyõroxit) trón bóử mỷt kim loaỷi bở hoỡa tan õóứ taỷo thaỡnh caùc oxit (hay hyõroxit) bỏỷc cao
hồn, hoỷc lồùp maỡng baớo vóỷ bóử mỷt khọng coỡn taùc duỷng baớo vóỷ ồớ vuỡng õióỷn thóỳ naỡy.
* Lổu yù:
* Lổu yù:* Lổu yù:
* Lổu yù: - ọi khi õióỷn thóỳ chổa õaỷt tồùi õióỷn thóỳ quaù thuỷ õọỹng nhổng mỏỷt õọỹ doỡng õióỷn õaợ
bừt õỏửu tng lón. Nguyón nhỏn cuớa hióỷn tổồỹng naỡy laỡ do coù quaù trỗnh oxi hoùa khaùc xaớy
ra trón bóử mỷt õióỷn cổỷc.
Vờ duỷ:
Xaớy ra phaớn ổùng thoaùt oxy:
4OH
-

O
2
+ 2H
2
O + 4e
- Mỏỷt õọỹ doỡng tồùi haỷn laỡ giaù trở cỏửn thióỳt õóứ õổa kim loaỷi vaỡo traỷng thaùi thuỷ õọỹng.
Doỡng tồùi haỷn caỡng nhoớ thỗ kim loaỷi caỡng dóự chuyóứn vaỡo traỷng thaùi thuỷ õọỹng. Mỏỷt õọỹ
doỡng tồùi haỷn phuỷ thuọỹc vaỡo baớn chỏỳt kim loaỷi.
Vờ duỷ:


Hỗnh
Hỗnh Hỗnh
Hỗnh 9
99
9.8
.8.8
.8.

.
ổồỡng cong phỏn cổỷc anọt khi kim loaỷi coù hai vuỡng thuỷ õọỹng

128

Kim loaỷi thuỷ õọỹng phaới coù hai õỷc õióứm:
- Tọỳc õọỹ n moỡn giaớm nhanh vaỡ õaỷt õóỳn giaù trở cổỷc tióứu trong khoaớng thóỳ nhỏỳt
õởnh. Khoaớng thóỳ caỡng rọỹng, traỷng thaùi thuỷ õọỹng cuớa kim loaỷi caỡng bóửn; khoaớng thóỳ
caỡng heỷp, traỷng thaùi thuỷ õọỹng cuớa kim loaỷi caỡng ờt bóửn.
- Khi kim loaỷi bở thuỷ õọỹng, thóỳ cuớa noù chuyóứn dởch vóử phờa dổồng hồn.
Traỷng thaùi thuỷ õọỹng cuớa kim loaỷi coù thóứ bở phaù vồợ õóứ chuyóứn sang traỷng thaùi hoaỷt
õọỹng bồới nhổợng nguyón nhỏn sau:
- Tng nhióỷt õọỹ mọi trổồỡng, laỡm giaớm lổồỹng oxi hoỡa tan trong dung dởch.
- Do sổỷ xuỏỳt hióỷn cuớa caùc ion halogenua nhổ Cl
-
, Br
-
, I
Hỗnh 9.
Hỗnh 9.Hỗnh 9.
Hỗnh 9.9
99
9.

.
ổồỡng cong phỏn cổỷc anọt khi thuỷ õọỹng hoấ học kim loại

Vờ duỷ:
Ngỏm Fe trong axit HNO
3
õỏỷm õỷc (>86%)
3H
+
+ NO
3
-
+ 2e HNO
2
+ H
2

9.3.2. Caùc thuyóỳt vóử thuỷ õọỹng kim loaỷi:

9
99
9.3
.3.3
.3.2.1. Thuyóỳt maỡng
.2.1. Thuyóỳt maỡng.2.1. Thuyóỳt maỡng
.2.1. Thuyóỳt maỡng:
Khi kim loaỷi taùc duỷng vồùi mọi trổồỡng thỗ trón bóử mỷt noù hỗnh thaỡnh mọỹt maỡng
oxit hay hyõroxit rỏỳt moớng (khọng thóứ nhỗn thỏỳy õổồỹc bũng mừt thổồỡng) bao phuớ toaỡn
bọỹ bóử mỷt kim loaỷi hay nhổợng vở trờ hoaỷt õọỹng nhỏỳt cuớa kim loaỷi. Phỏửn bóử mỷt bở maỡng
che phuớ laỡ catọt (õổồỹc baớo vóỷ), phỏửn bóử mỷt khọng bở maỡng che phuớ laỡ anọt (bở n
moỡn).
Do mọỹt phỏửn bóử mỷt bở che phuớ bồới maỡng thu õọỹng, dổồùi taùc duỷng cuớa mọi
trổồỡng xỏm thổỷc, caùc phỏửn khọng bở che phuớ (anọt) bở oxi hoùa maỷnh, coù mỏỷt õọỹ doỡng
rỏỳt cao, taỷo thaỡnh caùc oxit hoùa trở cao dỏựn õóỳn toaỡn bọỹ bóử mỷt kim loaỷi bở che phuớ bồới
maỡng thuỷ õọỹng laỡ oxit bỏỷc cao.
Bũng thổỷc nghióỷm, ngổồỡi ta nhỏỷn thỏỳy rũng duỡ Fe bở thuỷ õọỹng bồới nhổợng nguyón
nhỏn khaùc nhau thỗ maỡng oxit õổồỹc taỷo thaỡnh õóửu coù thaỡnh phỏửn nhổ sau: Fe
3
O
4
-
8Fe
2
O
3
- Fe
8

2
-
( vờ
duỷ nitro benzoat)
- Thổỷc nghióỷm õaợ chổùng minh trong trổồỡng hồỹp naỡy Fe bở thuỷ õọỹng do trón bóử
mỷt Fe xuỏỳt hióỷn maỡng oxit coù hoùa trở cao, nhồỡ õoù maỡ kim loaỷi õổồỹc baớo vóỷ khọng bở n
moỡn.
- Vỏỷy vióỷc taỷo maỡng oxit xaớy ra nhổ thóỳ naỡo? Cồ chóỳ õổồỹc õóử nghở nhổ sau:

NO
2
NO
2
H
+

- O - C


+ OHOH ,
2
- OOC
thủ âäüng.
2Fe
3
O
4
+ H
2
O - 2e = 3Fe
3
O
3
+ 2H
+
(2)
Phn ỉïng (2) nhỉåìng electron, do âọ cáưn cọ phn ỉïng phủ âãø thu electron. Phn
ỉïng phủ âọ chênh l phn ỉïng (1) ta â xem xẹt åí trãn. Do âọ, cọ thãø nọi phn ỉïng (1)
tảo nãn âäüng lỉûc âãø phn ỉïng (2) xy ra, tỉïc phn ỉïng oxi họa Fe thnh mng oxit Fe
cọ họa trë cao che ph bãư màût Fe gáy ra trảng thại thủ âäüng ca Fe.

9.4
9.49.4
9.4.
. .
. Mét sè ph−¬ng ph¸p b¶o vƯ kim lo¹i chèng ¨n mßn ®iƯn ho¸
Mét sè ph−¬ng ph¸p b¶o vƯ kim lo¹i chèng ¨n mßn ®iƯn ho¸Mét sè ph−¬ng ph¸p b¶o vƯ kim lo¹i chèng ¨n mßn ®iƯn ho¸
Mét sè ph−¬ng ph¸p b¶o vƯ kim lo¹i chèng ¨n mßn ®iƯn ho¸ Cọ nhiãưu gii phạp khạc nhau âãø chäúng àn mn váût liãûu, phi xút phạt tỉì trçnh
âäü phạt triãøn kinh tãú v cäng nghiãûp ca mäùi nỉåïc, åí mäùi thåìi âiãøm cng nhỉ mỉïc âäü

Thiãút kãúLỉûa chn
váût liãûu
Xỉí l bãư
màût
Bo vãû
âiãûn ho¸

Xỉí l mäi
trỉåìng
131

Âãø sỉû ph bc hỉỵu hiãûu, låïp ph chäúng àn mn phi âỉåüc âàûc trỉng båíi nhiãưu
thüc tênh ch úu. Nhỉỵng tênh cháút ny cọ thãø thay âäøi, phủ thüc ỉïng dủng khạc
nhau ca sỉû ph bc, nhỉng cọ nhiãưu âàûc trỉng cå bn cáưn thiãút chung cho táút c váût
liãûu ph bc.
1. Tênh chëu nỉåïc:
Tênh chëu nỉåïc cọ l l âàûc trỉng quan trng nháút ca táút c sỉû ph bc phi cọ
khi tiãúp xục våïi sỉû áøm ỉåït ca mäi trỉåìng xám thỉûc. Nỉåïc, cháút m nh hỉåíng âãún táút
c cạc váût liãûu hỉỵu cå theo cạch ny hay cạch khạc l mäüt pháưn khäng thãø thiãúu ca
mäüt dung mäi thäng thỉåìng.
Phán tỉí nỉåïc l mäüt phán tỉí cỉûc k nh bẹ våïi kh nàng thám nháûp vo v
xun qua háưu hãút håüp cháút hỉỵu cå. Båíi kh nàng thám nháûp cao ny, nỉåïc cọ nhiãưu
nh hỉåíng trãn håüp cháút hỉỵu cå hån váût liãûu âån gin khạc. Khi háưu hãút sỉû ph bc
trong tỉû nhiãn l håüp cháút hỉỵu cå thç chụng phi cọ sỉû chäúng cỉû håi áøm cao nháút cọ thãø
âãø duy trç nhỉỵng thüc tênh ca nọ v tảo nãn hiãûu qu chäúng àn mn trong mäüt thåìi
gian di.
2. Chäúng lải dng di chuøn ca cạc ion

7. Chäúng lải tạc âäüng ca thåìi tiãút;
8. Chäúng lải cháút báøn;
9. Chäúng lải vi khøn v náúm mäúc;
10. Chäúng lải sỉû lo họa ca váût liãûu;
11. Chäúng lải nhiãût âäü cao, sỉû phạt quang, phạt nhiãût, nàng lỉåüng
12. Chäúng lải sỉû ma sạt
* Lỉu :
* Lỉu :* Lỉu :
* Lỉu : - Ngỉåìi ta thỉåìng thãm cháút ỉïc chãú vo låïp ph bc âãø tàng kh nàng bo vãû
ca låïp ph.
- Nãưn kim loải phi âỉåüc lm sảch trỉåïc khi ph cạc låïp bo vãû lãn. Bãư màût kim
loải cng sảch thç âäü gàõn bạm cng täút, hiãûu qu bo vãû cng cao.
- Cọ nhiãưu phỉång phạp ph bc nhỉ ph bc bàòng cạc dung dëch lng hỉỵu cå
(Liquid-Applied Organic Coating), låïp ph dy cạc håüp cháút khäng kim loải (Thick
Nonmetalllic coating) v mả kim loải
9.4.1
9.4.19.4.1
9.4.1.2. Låïp ph kim loải
.2. Låïp ph kim loải.2. Låïp ph kim loải
.2. Låïp ph kim loải Bao ph bãư màût kim loải bàòng mäüt kim loải khạc nhàòm mủc âêch bo vãû kim
loải nãưn khi bë àn mn, âäưng thåìi cọ tạc dủng trang trê lm âẻp. Bao ph kim loải l
phỉång phạp cäø âiãøn nhỉng âãún nay váùn âỉåüc sỉí dủng räüng ri v khäng ngỉìng phạt
triãøn do cạc tênh cháút ỉu viãût ca nọ: dãù thỉûc hiãûn, kh nàng bo vãû chäúng àn mn cao,
chëu âỉåüc nhiãưu mäi trỉåìng àn mn Càn cỉï vo mủc âêch sỉí dủng, mäi trỉåìng àn

bë thủ âäüng họa nãn kim loải nãưn váùn âỉåüc bo vã
û.
Tọm lải, cọ thãø nọi låïp mả catät chè cọ hiãûu qu khi låïp mả liãn tủc, khäng bë
bong trọc, läù xäúp, vãút xỉåïc do âọ låïp mả ny êt dng v chè sỉí dủng trong mäi trỉåìng
àn mn nhẻ, kãút håüp mả våïi trang trê.

Hçnh 9
Hçnh 9Hçnh 9
Hçnh 9.1
.1.1
.10:
0:0:
0:
Cå chãú bo vãû catät v anät ca låïp ph kim loải.
a) Låïp ph Zn cọ tạc dủng bo vãû catät thẹp khi mäüt pháưn låïp ph bë bong ra;
b) Låïp ph Sn khäng cọ tạc dủng bo vãû catät nãn thẹp bë àn mn.
Âãø tảo âỉåüc låïp bao ph kim loải, ngỉåìi ta thỉûc hiãûn cạc phỉång phạp cäng
nghãû sau âáy:

nọng, trong âọ
cho thãm cạc múi Mn
3
(PO
4
)
2
hay Zn
3
(PO
4
)
2
.
Låïp photphat cọ âäü gàõn bạm täút nhỉng kh nàng bo vãû khäng âỉåüc täút. Tuy
nhiãn, nọ l låïp lọt täút cho cạc låïp sån khạc. Cạc läù xäúp trong låïp photphat cọ thãø âỉåüc
láúp kên bàòng mäüt loải sn pháøm dáưu m âàûc biãût âãø tàng âäü bãưn àn mn.

134

b)
b)b)
b) Låïp ph cromat
Låïp ph cromat Låïp ph cromat
Låïp ph cromat Chụng thỉåìng âỉåüc dng âãø ci tiãún hçnh thỉïc bãn ngoi ca Zn hay låïp mả Zn
trãn thẹp. Kim loải âỉåüc nhụng vo dung dëch axit ca cromat natri.
c)

kim loải âỉåüc trạt lãn bãư màût kim loải åí dảng vỉỵa v sau khi â khä, âem nung chy
trong l, chụng thỉåìng âỉåüc dng ph lãn thẹp nhỉ låïp ph bo vãû.
- Låïp men ph cọ thãø bãưn trong dung dëch axit cng nhỉ kiãưm ty thüc vo
thnh pháưn ca låïp men.
9.4.1.5.
9.4.1.5. 9.4.1.5.
9.4.1.5. Låïp ph hỉỵu cå
Låïp ph hỉỵu cåLåïp ph hỉỵu cå
Låïp ph hỉỵu cå Sỉû ph hỉỵu cå âỉåüc ỉïng dủng tiãûn låüi nhỉ mäüt cháút lng, ch úu bàòng viãûc quẹt,
cün, phun v xët. Cháút lng bao gäưm dung mäi, nhỉûa cáy v cháút mu.
a)
a)a)
a) Sån
Sån Sån
Sån Sån l huưn ph ca cạc hảt mu (oxit kim loải hay múi kim loải) trong cháút
kãút dênh hỉỵu cå, ngoi ra cn thãm vo âọ cạc dung mäi v cạc cháút pha long. Cháút
kãút dênh hỉỵu cå tảo nãn trãn bãư màût kim loải cáưn bo vãû mäüt mng ràõn liãn tủc. Mng
ny cọ thãø âỉåüc hçnh thnh bàòng cạch:
- Oxi họa trong khäng khê v polyme họa cạc cháút kãút dênh hỉỵu cå (dáưu thỉûc váût
nhỉ dáưu lanh, nhỉûa täøng håüp nhỉ ankyl)
- Bay håi dung mäi â ha tan cháút kãút dênh hỉỵu cå (bitum, nhỉûa than âạ)
- Polime họa cọ xục tạc (nhỉûa epoxy, nhỉûa polyurethan - thỉåìng kãút håüp våïi
nhỉûa than âạ)
Cọ ráút nhiãưu täø håüp giỉỵa cháút kãút dênh hỉỵu cå, cháút mu v dung mäi. Nhỉỵng täø
Nhiãưu loải nhỉûa täøng håüp khạ bãưn trong cạc mäi trỉåìng àn mn. Vê dủ nhỉ
polyvinylclorua (PVC) v tetrafloruaetilen (teflon). Teflon l mäüt trong nhỉỵng nhỉûa
bãưn nháút, nọ chëu âỉåüc axit säi, kiãưm säi v táút c cạc dung mäi hỉỵu cå âãún 250
0
C. Låïp
ph ny cọ thãø dng cho cạc cáúu kiãûn thẹp.
- Nhỉûa táúm dy (cåỵ 3 mm tråí lãn) âỉåüc dạn chàût vo thẹp bàòng khê nọng (PVC,
PE).
- Ph cháút do bàòng cạch nhụng vo cháút do nọng chy (PVC).
- Ph bàòng cạch phun bäüt nhỉûa (nylon, PE, PVC, teflon), sau âọ cho nọng chy.
Âãø ci thiãûn tênh cháút ca låïp ph, ngỉåìi ta cn cho thãm vo cạc cháút âäün
nhàòm ci thiãûn cạc tênh cháút cå hc, l hc v họa hc cho låïp ph. Cạc cháút âäün
thỉåìng dng l: SiO
2
, BaSO
4
, CaCO
3
, amiàng, mica, Cạc cháút âäün âãø tảo mu, chäúng
mi mn, chëu nhiãût, cạch âiãûn,
Hiãûn nay, ngỉåìi ta cọ thãø kãút håüp hai hồûc nhiãưu phỉång phạp bao ph bo vãû,
vê dủ dng låïp epoxy ph lãn trãn bãư màût â âỉåüc cromat họa sau khi ph km. Viãûc
kãút håüp c ba phỉång phạp bo vãû trãn mang lải hiãûu qu âäưng thåìi: låïp epoxy chäúng
lải tạc âäüng váût l ca mäi trỉåìng, låïp cromat cọ tạc dủng lm thủ âäüng nãúu cọ mäüt
lỉåüng nh mäi trỉåìng bàòng cạch no âọ thám nháûp qua låïp epoxy, v låïp ph km cọ
tạc dủng bo vãû catät l bãư màût thẹp (phỉång phạp bo vãû bàòng protector).
Bng 9.2
Bng 9.2Bng 9.2

Urethan Tảo låïp vẹc ni mu sạng âẻp
Ngáûp trong nỉåïc
Phenolic V tu
Vinyl V tu, nọc tu
Cao su clorinat V tu, bãø båi
Urethan Tảo låïp vẹc ni mu sạng âẻp
Håi họa cháút
Epoxy, cao su clorinat, vinyl,
urethan
Thiãút kãú họa cháút
Kãút cáúu ngoi tråìi nàõng
Vinyl Kãút cáúu kim loải
Acrylic Låïp sån tỉû âäüng cúi cng
Silicon ankyl Dn khoan, thiãút bë lc dáưu
Cäng trçnh åí nåi cọ âäü áøm cao
Nhỉûa amino ankyl T lảnh, mạy giàût
Epoxy Âiãưu ha nhiãût âäü
Epoxy cao su clorinatphenolic
xục tạc
Bo qun cạc cäng trçnh giáúy v họa
cháút
Nhiãût âäü cao
Ankyl Âäüng cå chëu tåïi 100
0
C
Nhỉûa aminoankyl biãún tênh Thiãút bë sáúy nhiãût âäü tåïi 100
0
C
Epoxy Âäüng cå, äúng dáùn lm viãûc tåïi 100
0

lý m«i tr−êng ¨n mßn
tr−êng ¨n mßn tr−êng ¨n mßn
tr−êng ¨n mßn Mäi trỉåìng cọ vai tr ráút quan trng âäúi våïi quạ trçnh àn mn. Cạc biãûn phạp tạc
âäüng vo mäi trỉåìng nhàòm lm gim täúc âäü àn mn âãưu táûp trung vo 5 âiãøm chênh
sau âáy:
- Hả tháúp nhiãût âäü mäi trỉåìng thç täúc âäü àn mn gim, vç nọi chung khi nhiãût âäü
gim thç täúc âäü cạc phn ỉïng gim. Tuy nhiãn cọ mäüt säú trỉåìng håüp âàûc biãût, khi hả
nhiãût âäü thç täúc âäü àn mn lải tàng. Vê dủ, trong nỉåïc biãøn säi täúc âäü àn mn lải cháûm
hån trong nỉåïc biãøn ngüi. Ngun nhán l khi âun säi, háưu hãút oxi ha tan trong nỉåïc
biãøn bë âáøy ra ngoi nãn täúc âäü àn mn gim.
- Gim täúc âäü chuøn âäüng tỉång âäúi giỉỵa mäi trỉåìng v bãư màût váût liãûu thç täúc
âäü àn mn gim vç xọi mn do dng chy gim âi. Tuy nhiãn âäúi våïi cạc kim loải cọ
thủ âäüng àn mn, sỉû t âng dung dëch lải gáy àn mn.
- Khỉí oxi ha tan trong mäi trỉåìng cọ thãø lm gim àn mn vç oxi l cháút oxi
họa quan trng nháút trong cạc mäi trỉåìng àn mn. Tuy nhiãn oxi cng giụp cho cạc
kim loải thủ âäüng àn mn, khi âọ khỉí oxi lải khäng mang lải hiãûu qu mong mún.
- Khỉí cạc ion thục âáøy quạ trçnh àn mn. Vê dủ trong dung dëch, cạc anion Cl
-

lm cho mng thủ âäüng khọ tảo thnh trãn bãư màût thẹp khäng gè, khi khỉí âi, mng thủ
âäüng dãù hçnh thnh lm gim täúc âäü àn mn thẹp.
- Dng cháút ỉïc chãú àn mn.
9.5.1.
9.5.1. 9.5.1.
9.5.1. Loả
Loả Loả
Loải b cạc cáúu tỉí gáy àn mn

2
+ N
2
H
4
= 2H
2
O + N
2

ÅÍ nhiãût âäü cao hydrrazin (N
2
H
4
) s bë phán hy thnh amoniac v nitå:
3N
2
H
4
= N
2
+ 4NH
3

Sỉí dủng hydrazin loải trỉì âỉåüc nguy cå tảo thnh múi.
9.5.1.
9.5.1.9.5.1.
9.5.1.2.
2. 2.
2.

gim täúc âäü àn mn.
Trong ba quạ trçnh xy ra khi àn mn kim loải l: quạ trçnh anät, quạ trçnh catät
v quạ trçnh dáùn âiãûn, viãûc dng cháút ỉïc chãú àn mn tạc dủng vo cạc quạ trçnh ny âãø
kçm chãú chụng. Khi bë kiãưm chãú, âäü phán cỉûc tàng lãn, âỉåìng cong phán cỉûc tråí nãn
däúc hån, do âọ täúc âäü àn mn gim âi.
Tạc dủng kçm hm täúc âäü àn mn ca cháút ỉïc chãú cọ thãø do cạc ngun nhán
sau:
- Do cạc cháút oxi họa âỉåüc âỉa vo lm âáøy nhanh quạ trçnh oxi họa kim loải,
giụp cho thủ âäüng xy ra såïm hån.
- Do tảo thnh cạc håüp cháút khäng tan, kãút ta lãn bãư màût kim loải báút kãø l catät
hay anät. Vê dủ:
2CrO
4
2-
+ 10H
+
+ 6e → Cr
2
O
3
↓ + 5H
2
O
- Do háúp phủ thnh mäüt låïp âån phán tỉí trãn bãư màût kim loải.
- Phn ỉïng våïi dung dëch lm máút âi ngun nhán gáy àn mn.
Cå chãú tạc dủng ca cháút ỉïc chãú xy ra phỉïc tảp nãn viãûc lỉûa chn sỉí dủng cháút
ỉïc chãú pháưn nhiãưu dỉûa vo kinh nghiãûm.
Âãø âạnh giạ tênh hiãûu qu ca cháút ỉïc chãú, ngỉåìi ta âỉa ra khại niãûm “hãû säú tạc
dủng bo vãû” Z:
(9.4)

139

nhổợng hồỹp kim; vaỡ mọỹt sọỳ chỏỳt ổùc chóỳ khaùc nhổ canxi tng cổồỡng õỷc tờnh baớo vóỷ lồùp
bóử mỷt bồới sổỷ õióửu chốnh chố sọỳ baợo hoỡa; hay ngay caớ nhổợng bazồ yóỳu nhổ NH
3
vaỡ mọỹt
sọỳ hồỹp chỏỳt amin hoaỷt õọỹng nhổ chỏỳt ổùc chóỳ bũng caùch trung hoỡa hồi axit vaỡ do õoù laỡm
giaớm quaù trỗnh n moỡn.
Baớng
Baớng Baớng
Baớng 9.3
9.39.3
9.3:
::
:
Mọỹt sọỳ chỏỳt ổùc chóỳ thổồỡng duỡng

Mọi trổồỡng
Mọi trổồỡng Mọi trổồỡng
Mọi trổồỡng
n moỡn
n moỡnn moỡn
n moỡn Kim loaỷi cỏửn baớo vóỷ
Kim loaỷi cỏửn baớo vóỷKim loaỷi cỏửn baớo vóỷ
Kim loaỷi cỏửn baớo vóỷ

Chỏỳt ổùc chóỳ n moỡn


Na
2
SiO
3
10 ppm
0,1%
õóứ pH = 8
10 - 20 ppm

Nọửi hồi Theùp, gang, Zn, Cu Ca(HCO
3
)
2
10 ppm
Nổồùc bióứn Fe
Zn
Tỏỳt caớ caùc kim loaỷi
NaNO
2

Na
2
SiO
3

Ca(HCO
3
)
2

SO
4
Fe vaỡ theùp Phenylacrydin 0,5%
Axit H
3
PO
4

õỷc
Fe vaỡ theùp Thioure (H
2
NCHNH
2
)
Nal
1%
200 ppm
Axit HNO
3
Fe vaỡ theùp Thioure (H
2
NCHNH
2
) 0,7%

Khờ quyóứn
kờn

Fe
Xiclohexylamin cacbonat

hoỡa tan. Bazồ yóỳu bao gọửm
chuọựi daỡi amin beùo laỡm trung hoỡa axit. Sổỷ tỏỷp trung CrO
4
2-
cao õổồỹc sổớ duỷng trong hóỷ
thọỳng Cl
-
vaỡ NO
3
-
theo tố lóỷ % ngn caớn sổỷ n moỡn cuớa nổồùc bióứn. Sổỷ n moỡn trong vióỷc
saớn xuỏỳt vaỡ tinh chóỳ dỏửu coù thóứ nhỏỷn õổồỹc tổỡ nổồùc chióỳt suỏỳt n moỡn coù chổùa H
2
S, CO
2

vaỡ caùc axit hổợu cồ.
140

Nhỉỵng cháút ỉïc chãú trong hãû thäúng nỉåïc mạt cọ tạc dủng:
- Gim ä nhiãùm nỉåïc båíi kim loải.
- Gim täúc âäü àn mn v nhåì âọ kẹo di tøi th ca hãû thäúng âỉåìng xe âiãûn
ngáưm v cạc bçnh chỉïa khạc.
- Gim sỉû hỉ hải ca näưi håi v trang thiãút bë trong mạy phạt âiãûn håi nỉåïc.
Trong hãû thäúng lm lảnh nỉåïc, hiãûu qu vãư cạc thäng säú nỉåïc nhỉ: pH, sỉû kãút
ta ca ion Cl
-
, máût âäü sàõt v cạc cháút ràõn lå lỉíng cáưn phi âỉåüc xem xẹt.
2-
nh hỉåíng âãún c
hai phn ỉïng anät v catät cho nhiãưu håüp kim. Hçnh 2.2 chè ra sỉû nh hỉåíng ca tạc
nhán ỉïc chãú NO
2
-
, CrO
4
2-
âãún quạ trçnh àn mn.

Hçnh