Как окисляется золото в морской воде

Морская вода представляет собой буферный раствор с рН 7,6 -8,4, т.е. является слабощелочным электролитом. При усредненном рН морской воды равном 8 выделение водорода и восстановление кисло­рода отвечает равновесным потенциалам соответственно -0,473 В и + 0,756 В. Исходя из потенциалов, термодинамически более вероятен процесс коррозии в морской воде с кислородной деполяризацией. Прак­тическое протекание процессов зависит от величины перенапряжения процесса при заданной плотности тока. Под перенапряжением следует понимать сдвиг потенциала от стандартного, необходимый для протека­ния процесса. Так как перенапряжение выделения водорода на железе, алюминии, титане, меди высокое, поэтому коррозия этих металлов в морской воде протекает с участием кислорода.

На морском флоте эксплуатируются суда и судовые конструкции, изготовленные из углеродистых, низколегированных и нержавеющих сталей. Углеродистые и легированные стали не склонны к пассивации, подвержены равномерной коррозии, а из-за гетерогенной структуры также подвержены примесной и язвенной коррозии. Общая равномер­ная скорость коррозии нержавеющих сталей невелика, так как они на­ходятся в относительно пассивном состоянии. Но нержавеющие стали подвержены усиленной язвенной коррозии до 2 мм/год. Это обуслов­лено тем, что разность потенциалов между активным и пассивным участками на поверхности металла может достигать 0,6 В, а площадь активного участка значительно меньше пассивного участка.

🌊💍🐙 Finds Underwater. Found a Gold Bracelet! Octopus. Star. Gold finds. Underwater Metal Detecring.

Скорость коррозии следует учитывать при расчете толщины ста­лей и выделять запас на коррозионный износ, который для различных корпусных элементов составляет от 3 до 5 мм.

Коррозия железа в морской воде происходит с образованием Fe(OH)2, который окисляется О2 растворенном в воде до Fe(OH)3.

Скорость коррозии алюминия в морской воде значительно ниже, чем скорость коррозии железа. Это объясняется тем, что в окислитель­ных средах на поверхности алюминия образуется защитная пленка Аl2Оз, имеющая высокое удельное сопротивление и сдвигающая потен­циал алюминия в положительную сторону на 1,1 В (равновесный потен­циал алюминия в морской воде равен — 0,54 В). Пассивирующая способ­ность пленки на алюминии сохраняется в интервале рН 3-9. При дру­гих значениях рН пленка разрушается, потенциал сдвигается в отрица­тельную сторону и протекает процесс разрушения алюминия с водород­ной деполяризацией.

Во влажном воздухе и в морской воде на титане образуется сплош­ная и плотная пленка оксида TiO, которая химически устойчива во многих средах и вызывает пассивацию его поверхности. Именно поэтому равновесный потенциал титана в морской воде равен +0,1 В (стандарт­ный потенциал титана равен -1,63 В). Разрушение пассивирующей пле­нки может произойти при рН >12.

В связи с высокой термодинамической активностью алюминия и титана особое внимание должно быть уделено сохранению пассивирую­щих пленок. Разрушение пленки может привести к интенсивной язвен­ной коррозии, вследствие возникновения разности потенциалов между металлом в окисленном и неокисленном состоянии, составляющей для алюминия 1,1 В, для титана 1,7 В. Язвенное разрушение алюминиевых сплавов протекает со скоростью до 5 мм/год.

ИСКАЛИ ЗОЛОТО ПОД ВОДОЙ ПОСЛЕ КУПАЛЬНОГО СЕЗОНА. ПОИСК ЗОЛОТА НА ПЛЯЖЕ

На скорость коррозии оказывают влияние соленость морской во­ды, ее электропроводность, температура, скорость потока, биологичес­кий фактор. С ростом солености наблюдается некоторое увеличение скорости коррозии вследствие повышения концентрации хлоридных ио­нов.

С увеличением электропроводности морской воды облегчается ак­тивность микро- и макрогальванопар и интенсивнее протекает коррозия. Повышенная температура морской воды несколько увеличит коррозию. Но при температурах 70 — 80°С, которая отмечается в трубопроводах обогрева нефтяных танков и в теплообменных аппаратах, скорость кор­розии может возрасти в несколько раз.

С ростом скорости потока морс­кой воды скорость коррозии большинства металлов существенно возрас­тает. Сохраняют высокую коррозионную стойкость только пассивирую­щиеся нержавеющие стали, титан и его сплавы. Биологический фактор обрастание зависит от природы металла. Например, медь и ее сплавы, продукты, ионизации которых являются ядом для микроорганизмов, не обрастают.

При равномерном обрастании металла может быть затрудне­на диффузия кислорода к его поверхности, что приведет к снижению скорости коррозии. Но в большинстве случаев равномерное обрастание не достигается и на оголенных участках металла развивается питтинговая или язвенная коррозия.

Источник: studfile.net

Как окисляется золото в морской воде

10.15. «МОРСКОЕ ЗОЛОТО» И ЕГО КРИСТАЛЛЫ

Природные кристаллы золота Au имеют октаэдрическую форму и встречаются крайне редко. Самородное золото — это не кристаллическое золото. Для получения кристаллов золота следует золотое украшение или самородок опустить в ртуть Hg и перемешивать до образования жидкой пастообразной массы — амальгамы (см. 5.44). Затем сосуд с амальгамой ставят в чашу с холодной водой и приливают к пасте концентрированную азотную кислоту. Когда вся ртуть прореагирует:

Hg + 4HNO3 = Hg(NO3)2 + 2NO2? + 2Н2O,

раствор нитрата ртути Hg(NO3)2 сливают и остаток промывают водой. На дне сосуда после промывки заблестят октаэдрические кристаллики золота. Заметим, что золото с азотной кислотой не взаимодействует.

Источник: ours-nature.ru

Коррозия алюминия, меди и латуни – изучаем причины и защитыные меры. Коррозионные свойства латуней

О латуни слышал каждый человек: у кого-то дома хранятся старинные реликвии от прабабушек, а кто-то увлекается коллекционированием красивых антикварных вещиц. История латуни началась еще до нашей эры, что говорит о ее полезности и необходимости для человечества. Тогда, в давние времена, латунь представляла собой сплав из меди с галмеем (карбонатом цинка).

В Древнем Риме называли этот металл «златомедью» из-за схожести с золотом; из латуни чеканили монеты: сестерции и дупонии. Кроме прозвища «златомедь», латунь также получила название «вечный» металл. Это объясняется рядом уникальных особенностей и технических свойств, которыми она обладает, а также широкой сферой ее использования. Но такой, какой она является сейчас, латунь стала в XVIII веке благодаря Джеймсу Эмерсону. Именно он, соединив медь с металлическим цинком, официально получил этот сплав.
«Вечный» металл схож с бронзой и имеет близкие технические свойства и характеристики:

• устойчивость к длительному трению;
• текучесть при плавлении;
• стойкость к коррозии.

Диаграмма состояния Cu — Zn

Диаграмма состояния Cu-Zn
Медь с цинком образуют кроме основного α-раствора ряд фаз электронного типа β, γ, ε. Наиболее часто структура латуней состоит из α- или α+β’- фаз: α-фаза — твёрдый раствор цинка в меди с кристаллической решёткой меди ГЦК, а β’-фаза — упорядоченный твёрдый раствор на базе химического соединения CuZn с электронной концентрацией 3/2 и примитивной элементарной ячейкой.

При высоких температурах β-фаза имеет неупорядоченное расположение ([ОЦК]) атомов и широкую область гомогенности. В этом состоянии β-фаза пластична. При температуре ниже 454—468 °C расположение атомов меди и цинка в этой фазе становится упорядоченным, и она обозначается β’. Фаза β’ в отличие от β-фазы является более твёрдой и хрупкой; γ-фаза представляет собой электронное соединение Cu5Zn8.

Однофазные латуни характеризуются высокой пластичностью; β’-фаза очень хрупкая и твёрдая, поэтому двухфазные латуни имеют более высокую прочность и меньшую пластичность, чем однофазные.

Содержание цинка в меди оказывает влияние на механические свойства отожжённых латуней.

При содержании цинка до 30 % возрастают одновременно и прочность, и пластичность. Затем пластичность уменьшается, вначале за счёт усложнения α — твёрдого раствора, а затем происходит резкое её понижение в связи с появлением в структуре хрупкой β’-фазы. Прочность увеличивается до содержания цинка около 45 % , а затем уменьшается так же резко, как и пластичность.

Большинство латуней хорошо обрабатывается давлением. Особенно пластичны однофазные латуни. Они деформируются при низких и при высоких температурах. Однако в интервале температур 300—700 °C существует зона хрупкости, поэтому при таких температурах латуни не деформируют.

Двухфазные латуни пластичны при нагреве выше температуры β’-превращения, особенно выше 700 °C, когда их структура становится однофазной (β-фаза). Для повышения механических свойств и химической стойкости латуней в них часто вводят легирующие элементы: алюминий (Al), никель (Ni), марганец (Mn), кремний (Si) и т. д.

Виды и преимущества латунных изделий

Изделия из латуни славятся своей долговечностью и износостойкостью при бережном уходе и правильном покрытии. Зачастую покрытием является нанесение верхнего защитного слоя непосредственно на сам металл. Выбор защитного слоя зависит напрямую от условий использования изделия.

Если говорить о сооружениях или сантехнике, то материалами для покрытия в этом случае выступают цинк, алюминий, хром, никель и др. Также защитный слой может нести декоративную функцию, если речь идет об изделиях для интерьеров или предметах роскоши. Для этого латунные изделия производители могут посеребрить или позолотить способом напыления.
Ржавеет ли латунь — нет, не ржавеет. Важным преимуществом латуни (даже классического сплава без примесей и добавок) среди других металлов является то, что она не ржавеет, а лишь темнеет, теряет зеркальный блеск, окисляется. Поэтому этот металл широко применялся и применяется до сих пор для изготовления смесителей, тазов, ванн, пуговиц, посуды, орденов, медалей, статуэток, подсвечников, рамок для больших зеркал или картин, основ для стеклянных столов, разнообразных украшений и др.

Никелированный самовар – достоинства

Самовары с металлическим корпусом произведены из латуни. Корпус покрыт никелем. Покупатели уверены, что изделия цвета золота дороже устройств из латуни. Это не совсем так. Никелирование – сложный дорогостоящий процесс.

Поскольку латунь может окисляться, на поверхности появляется пленка из окислов меди. Портится внешний вид изделия. Никелирование не дает окислиться латуни. Покрытие легко отличить, если поскрести иголкой по корпусу. Покрытие сойдет, и останется только латунь – металл желтого цвета.

Уход за никелированным самоваром прост. Распространены и латунные самовары с росписью.

Способы и средства чистки латуни

Для того чтобы придать первоначальный вид изделию, необходимо знать, как и чем почистить латунь в домашних условиях. Выбирая покупное средство для очистки, обязательно обращайте внимание на состав и кислоты, содержащиеся в нем. Любая из кислот взаимодействует с металлами по-разному, поэтому вероятность погубить защитный слой вместе с окислением довольно велика.

Что не рекомендуется использовать

Во избежание порчи и разрушения защитного покрытия необходимо знать о средствах, которые не рекомендуется использовать при очистке латуни. Поэтому для начала перечислим вещества, опасные для латуни:

1. Уксус или уксусная кислота. При взаимодействии с этой кислотой изделия из «вечного» металла терпят обесцинкование и приобретают ярко-красный окрас.
2. Наждачная бумага. Даже с наименьшим размером абразива наждачная бумага способна не только поцарапать вещь, но и удалить часть защитного покрытия.

Очень осторожными необходимо быть и с химическими магазинными средствами. Предварительная очистка, конечно, нужна. Но прежде чем начинать процесс, требуется обязательно ознакомиться с компонентами средства. Сильнодействующая химия способна не только разъесть и уничтожить верхний слой, но и изменить его структуру. Наблюдайте за латунью и не оставляйте ее надолго в химическом средстве, если решились на очистку с помощью химии.

Составы, которые не навредят поверхности

Перед любой очисткой следует удостовериться в составе вашего изделия. Латунь хоть и металл, но она не реагирует на магнит. Поэтому, если ваше изделие магнитится, то следует сделать вывод, что в составе присутствуют примеси. Значит, способ очистки следует подбирать тщательно, чтобы уберечь изделие от повреждений. Если вы полностью уверены в составе изделия, то очистку можно совершить с помощью следующих средств:

1. Щавелевая (этандиовая) кислота либо чистящие или моющие средства, в составе которых она содержится. В чистом виде щавелевой кислоты необходимо 200 г на 10 литров воды. Для такого раствора лучше всего подойдет тара из пластика, поскольку металлическая посуда может быть подвержены воздействию кислоты. Способов приготовления этого раствора существует два: в холодной или горячей воде. «Холодный» способ предполагает полное погружение изделия в раствор и периодический контроль процесса очищения, так как такой метод может затянуться на несколько суток. «Горячий» способ очистки подразумевает использование горячей воды для раствора. Будет вполне достаточно той температуры воды, которая течет из крана. Применение воды более высокой температуры повышает риск вреда для краски или верхнего защитного слоя, если таковые имеются. Изделие следует погрузить в раствор полностью, иначе края, находящиеся над уровнем раствора, начнут очень быстро окисляться из-за соединения паров кислоты с кислородом. Также необходимо поддерживать температурный режим, установив пластиковую тару с раствором в горячую ванну. Время для первой процедуры 20−40 минут, при необходимости процесс можно повторить, сократив время пребывания изделия в растворе. Готовый раствор для последующих процедур можно хранить в пластиковой таре: бутылках или ведрах с крышками.
2. Ацетон. Ватный тампон смачивают ацетоном и протирают всю поверхность изделия. Но этот метод не подойдет для латунных изделий, покрытых лаком.
3. Муравьиная кислота. Очистка менее эффективна, но возможна. Для очистки достаточно 30% кислоты. Эффект ниже из-за быстрого выветривания компонента, но, с другой стороны, это щадит и обеспечивает сохранность изделия.
4. Поваренная соль. Старинный метод чистки: 1 ст. л. на 1 стакан молочной сыворотки.
5. Растворы аммиака и карбоната аммония. Достаточно 10−15%.
6. Сок лимона с солью. Выдавите сок половины лимона, добавьте щепотку соли. Полученный раствор нанесите на изделие. Обычно лимонный сок справляется с задачей очистки.

Выбранный метод должен зависеть от общего состояния латунного изделия: наличие окислений или сильных потемнений говорят о необходимости использования химических средств. В случае если загрязнения незначительны, то для начала следует попробовать очистку природными составами.

Сравнительные характеристики

Основу бронзы и латуни, как сказано выше, составляет один и тот же металл – медь. Разница между данными сплавами заключается в их химическом составе и, соответственно, в характеристиках, которыми они обладают. Естественно, что отличия между этими медными сплавами определяют и сферы их применения.

Из-за того, что бронза является более прочным и долговечным материалом, если сравнивать ее с латунью, из данного материала издревле изготавливают колокола, скульптурные композиции, элементы ограждений, ландшафтных и интерьерных конструкций. Немаловажным является и то, что многие марки данного сплава характеризуются хорошей текучестью в расплавленном состоянии. Это позволяет отливать из них изделия даже очень сложной конфигурации. Добавляя в химический состав бронзы различные химические элементы, можно изменять ее цвет в достаточно широком диапазоне, что также имеет большое значение при производстве изделий декоративного назначения.

Это кольцо от часов, судя по цвету, скорее желтая латунь (бронза была бы краснее). На поверхности легко остаются царапины – тоже признак латуни

Латунь отличается от бронзы более высокой пластичностью и, соответственно, меньшей прочностью и износостойкостью, что ограничивает использование этого сплава во многих сферах. Кроме того, латунь менее устойчива к воздействию агрессивных сред, в частности соленой морской воды, что не позволяет использовать латунные изделия в судостроительном производстве, где бронза применяется очень активно и успешно.

Существует также заметная разница в цвете данных сплавов и в их внутренней структуре. Любой опытный специалист может рассказать, как отличить латунь от бронзы: для этого достаточно взглянуть на излом изделий из этих сплавов. Латунь на изломе имеет более светлый цвет и явно выраженную мелкозернистую структуру, в то время как бронзу легко определить по темно-коричневому цвету излома и крупнозернистой внутренней структуре.

Излом бронзовой муфты

1. Основным легирующим элементом в бронзе является олово, а в латуни – цинк. При этом оба сплава созданы на базе одного металла – меди.
2. Бронза (даже с классическим химическим составом) отлично противостоит воздействию агрессивных сред, в частности соленой морской воды. Для того чтобы коррозионная устойчивость латуни стала лучше, в такой сплав необходимо вводить дополнительные легирующие элементы.
3. Прочностные и антифрикционные характеристики бронзы также лучше, чем у латуни. Такие качества значительно расширяют сферу , из которых изготавливаются не только прочные и долговечные декоративные элементы, но и ответственные детали для использования в различных отраслях промышленности. Латунь чаще применяется для производства биметаллических элементов («сталь – латунь»), демонстрирующих высокую устойчивость к образованию и развитию коррозионных процессов.
4. Бронзовые изделия имеют на изломе темно-коричневый цвет и крупное зерно, а латунные – желто-золотистый и мелкозернистую структуру. Такая разница в цвете и внутренней структуре позволяет легко определить, из какого сплава изготовлено изделие.
5. Бронза, как и латунь, хотя их основу составляет такой металл, как медь, подразделяются на совершенно разные категории. Так, бронза может быть оловянной или безоловянной, в то время как латунь бывает двух- или многокомпонентной.

Сравнение свойств латуни и бронзы

Бронзу и латунь, температура плавления которых ниже, чем у меди, можно использовать для изготовления различных изделий в домашних условиях. Однако для этого, естественно, необходимо запастись соответствующим оборудованием и хорошо изучить технологию и правила выполнения такой технологической операции, как литье.

Латунный самовар — достоинства и недостатки

Несмотря на то, что купить латунный самовар можно относительно недорого, и он красив, у изделия есть существенный недостаток. Латунь мгновенно окисляется при контакте с водой. Из такой модели пить чай не безопасно для здоровья.

Необходимо, чтобы самовар из металла был полностью покрыт оловом. Это нужно, чтобы внутри поверхность не окислялась. Если процесс лужения правильный, внутри самовара можно увидеть аккуратный сияющий слой олова. Смотрятся латунные самовары красиво, но за их поверхностью требуется тщательный уход.

Купить тульский самовар можно в интернет-магазинах и совсем не нужно ехать за ним в Тулу, он сам приедет к вам.

Источник: math-nttt.ru