II Международный конкурс
научно-исследовательских и творческих работ учащихся
«СТАРТ В НАУКЕ»
 
     

ВЛИЯНИЕ РАСТИТЕЛЬНЫХ ИНГИБИТОРОВ НА ПРОЦЕСС РЖАВЛЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ
Корякова И.С., Воробьва Д.А.
Автор работы награжден дипломом победителя второй степени
Диплом школьника      Диплом руководителя
Текст научной работы размещён без изображений и формул.
Полная версия научной работы доступна в формате PDF


 Цель научной работы: Определить некоторые растения, которые наиболее эффективно действуют на ржавчину.

Методы проведенных исследований: теоретический, экспериментальный, анализ. Основные результаты исследования: 1. Приготовленные вытяжки травильной смеси из растений подтвердили свою эффективность в качестве ингибиторов.

2. Процесс удаления ржавчины в домашних условиях занимает 1-2 дня и зависит от размера предметов и вида растений.

3. Наиболее и быстро удаляет ржавчину с гвоздей и болтов, ингибитор, изготовленный из листьев томата (30 мин.). К эффективным средствам можно отнести и ингибиторы, полученные из листьев картофеля и чистотела (40 мин.). Ингибитор более низкого качества является – ингибитор, полученный из крапивы (90 мин.).

Содержание

Введение_______________________________________________________ 5 -6

Основная часть__________________________________________________ 7

Экспериментальные исследования__________________________________ 8 -10

Вывод_________________________________________________________ 11

Заключение____________________________________________________ 12

Список информационных источников______________________________ 13

Введение

Актуальность

Из журнала «Полезные советы»[5] мы узнали, что ржавчина наносит огромный ущерб. Как указывает Л.Ю. Аликберова в книге «Занимательная химия»[1] - почти четверть железа, ежегодно выплавляемого в мире, всего заменяет лишь то, что превратилось в ржавчину.В своей статье М.А. Луговая , отмечает, что в случае с металлами, говоря об их коррозии, имеют в виду нежелательный процесс взаимодействия металла со средой.[2] Авторы: Филонова В.А., Фроловичева Е.А., Шеина В.В., Френкель Е.Н. в своей статье на сайте http:www.scienceforum.ru/2015[8] отметили, что необходимость осуществления мероприятий по защите от коррозии диктуется тем обстоятельством и что потери от коррозии приносят чрезвычайно большой ущерб. Полученные нами ингибиторы помогут людям в сохранении изделий из сплавов железа в домашних условиях, так как производственные ингибиторы очень дорогие и небезопасные. Оказывается, растения содержат органические вещества, способные защищать металл от ржавчины, поэтому дешёвые вещества – ингибиторы можно получить из растений которые будут замедлять процесс ржавления.

Проблема:

Из сайта www.termal.spb.ru в статье « Коррозия и ее последствия» [9] мы узнали, что Мировые ресурсы металла ограничены, а потери металла в результате коррозии ведут, кроме того, к дополнительным затратам предпринимателя. Затраты на возмещение коррозионных потерь в мире исчисляются миллиардами долларов в год.

Подсчитано, что применение соли для борьбы с обледенением дорог и мостов приводит к прямым коррозионным потерям на сумму около 2 млрд. долларов в год в связи с коррозией автомобильных двигателей и около 0,5 млн. долларов в год на дополнительный ремонт дорог и мостов.

Общая сумма прямых коррозионных потерь по минимальной оценке составляет 4,2 % валового национального продукта. Подсчитано, что около 15 % этих потерь можно избежать, своевременно используя постоянно совершенствуемые средства противокоррозионной защиты.

В журнале «Сад и огород»[6] мы установили, что и железо, и даже сталь во влажном воздухе постепенно покрываются буро-коричневой рыхлой пленкой ржавчины - подвергаются коррозии. Порой совершенно новая вещь, забытая под открытым небом или оставленная на зиму на даче, покрывается бурой коростой, и со временем железный предмет разрушается полностью. Ежегодно от ржавчины «погибает» большое количество изделий из металла, что наносит огромный ущерб потребителям. Если бы потребители знали о растительных ингибиторах, то они могли бы сохранить многие изделия из металла. А значение коррозионных исследований определяется тремя аспектами:

Первый из них - экономический - имеет целью уменьшение материальных потерь в результате коррозии бытовых предметов и т. д.

Второй аспект – повышение надежности оборудования, которое в результате коррозии может разрушаться с катастрофическими последствиями.

Третьим аспектом – является сохранность металлического фонда.

Изучив интернет – источники и литературные мы узнали, что существуют растительные ингибиторы, которые могут замедлять процесс ржавления. Мы решили получить ингибиторы из некоторых растений.

Объект исследования: ржавчина.

Предмет исследования: влияние ингибиторов на ржавчину .

Цель: Определить некоторые растения, которые наиболее эффективно действуют на ржавчину.

Задачи:

1. Изучить и проанализировать информационный материал по данной теме;

2. Изучить методику по получению вытяжки из растений;

3. Апробировать растительные ингибиторы на предметах с ржавчиной;

4. Разработать буклет с рекомендациями.

Гипотеза:

Если растительные ингибиторы замедляют процесс ржавления, то на основе эксперимента мы постараемся подтвердить это.

Новизна заключается в том, что в своих исследованиях мы использовали растения, которые раньше не использовались, как источники ингибиторов.

Методы исследований

  • 1.Теоретический (анализ источников )

  • 2.Экспериментальный.

  • 3. Анализ.

Основная часть

Из книги Л.А. Савиной «Я познаю мир» [4] мы узнали, что проблема защиты металлов от разрушения (коррозии) возникла почти в самом начале их использования. Из сайта rmnt.ru›story/metal/ 225345.htm в статье «Коррозия металла — причины возникновения и методы» [10] мы установили, что человечеством за тысячи лет испробованы многие способы защиты металлических изделий от химической коррозии. Некоторые из них, применяются по сей день: покрытие жиром или маслом, другими металлами, коррозирующими в меньшей степени. Самый древний метод, которому уже более 2 тыс. лет — лужение (покрытие оловом).

В журнале «Полезные советы»[5] отмечено, что есть растения, которые содержат органические вещества, способные защищать металл от ржавчины. Это целый комплекс соединений: полисахариды, слизистые и дубильные вещества, белки, алкалоиды. Из статьи: О. Ольгин. "Опыты без взрывов» [3] мы установили, чтоиз стеблей, коры, плодов и листьев получают не только красители, но и десятки других полезных веществ. Как ни удивительно, растения содержат и такие органические соединения, которые способны предохранить металл от коррозии. Представьте себе, что громоздкую стальную деталь необходимо очистить от ржавчины. Не тереть же ее наждачной шкуркой. Значит, нужен химический способ, например, травление кислотой. Но если опустить деталь в раствор какой-либо кислоты, удаляющей ржавчину, то неизбежно растворится и часть металла — как его убережешь от контакта с кислотой? Ответ ясен: нужен раствор, который удалял бы ржавчину, но не трогал самого металла. Такие травильные растворы давно уже применяют на практике. Помимо кислоты, в них входит еще одна важная добавка — ингибитор коррозии. Это такое вещество, которое резко замедляет растворение металла, но почти не мешает растворяться его оксидам и гидроксидам, т. е. продуктам коррозии.

Экспериментальная часть

Методика приготовления травильной смеси

Изучив статьи из журнала «Сделай сам» [7] и книги «Опыты без взрывов» [3] о способах борьбы с коррозией мы установили, чтобы очистить предмет от ржавчины, требуется раствор, который оставляет нетронутым металл, но удаляет саму ржавчину. Это травильная смесь, в состав которой входит кислота и ингибитор коррозии. Вот этот-то ингибитор мы будем извлекать из растений. В своих исследованиях мы использовали листья и стебли картофеля и помидоров, чистотела и крапивы.

1.Измельчили растения ножом и залили раствором соляной кислоты слабой концентрации ( не больше 5%). Чтобы произошел процесс экстракции, оставили эту смесь в закрытой посуде на неделю.

2.Если вам нужно удалить большое количество ржавчины, приготовьте такой раствор: 5 частей экстракта на 40 частей соляной кислоты и 75мл – воды. Если ржавчины немного, достаточно 10 частей экстракта, 20 частей кислоты и 75-100 мл воды. Для своих исследований мы брали второй вариант приготовления раствора.

3.Погрузили заржавевшие детали в полученную жидкость и наблюдали за изменениями.

Опыт №1. Болты, покрытые ржавчиной, мы поместили в травильные смеси. Действие травильных смесей из ботвы картофеля, томата, чистотела и крапивы началось через 30-60 секунд (выделение пузырьков газа).

Болты до обработки травильными смесями

Болты после суточной обработки травильными смесями

Результаты отражены в таблице 1.

Опыт №2. Гвозди, покрытые ржавчиной, мы поместили в травильные смеси. Действие травильных смесей из ботвы картофеля, томата, чистотела и крапивы началось через 30-60 секунд (выделение пузырьков газа).

Удаление ржавчины с гвоздей – до обработки

Удаление ржавчины с гвоздей – после обработки

Гвозди после обработки травильным раствором из картофеля, томата, чистотела, крапивы.

Результаты отражены в таблице 1.

Влияние ингибиторов на ржавчину

Таблица 1

Вид ингибитора из листьев:

Время удаления ржавчины в минутах

 

30 40 60 90

картофеля

-

+

-

-

томата

+

-

-

-

чистотела

-

+

-

-

крапивы

-

-

-

+

Результат: Из анализа таблицы мы установили, что наиболее и быстро удалил ржавчину с гвоздей и болтов, ингибитор, изготовленный из листьев томата ( 30 мин.). К эффективным средствам можно отнести и ингибиторы, полученные из листьев картофеля и чистотела (40 мин.). Ингибитор более низкого качества является – ингибитор, полученный из крапивы (90 мин.).

Выводы:

1. Из анализа всех статей мы установили, что ежегодно от ржавчины «погибает» большое количество изделий из металла, что наносит огромный ущерб потребителям и, что есть растения, которые могут замедлять и удалять ржавчину с металлических предметов.

2. Приготовленные нами вытяжки травильной смеси из растений подтвердили свою эффективность в качестве ингибиторов.

3. Процесс удаления ржавчины в домашних условиях занимает 1-2 дня и зависит от размера предметов и вида растений. 4. Наиболее и быстро удаляет ржавчину с гвоздей и болтов, ингибитор, изготовленный из листьев томата (30 мин.). К эффективным средствам можно отнести и ингибиторы, полученные из листьев картофеля и чистотела (40 мин.). Ингибитор более низкого качества является – ингибитор, полученный из крапивы (90 мин.).

Заключение

Металлы составляют одну из основ цивилизации на планете Земля. Их широкое внедрение в промышленное строительство и транспорт произошло на рубеже XVIII–XIX. В это время появился первый чугунный мост, спущено на воду первое судно, корпус которого был изготовлен из стали, созданы первые железные дороги. Начало практического использования человеком железа относят к IX веку до нашей эры. Именно в этот период человечество перешло из бронзового века в век железный.

В XXI веке высокие темпы развития промышленности, интенсификация производственных процессов, повышение основных технологических параметров (температура, давление, концентрация реагирующих средств и др.) предъявляют высокие требования к надежной эксплуатации технологического оборудования и строительных конструкций. Особое место в комплексе мероприятий по обеспечению бесперебойной эксплуатации оборудования отводится надежной защите его от коррозии и применению в связи с этим высококачественных химически стойких материалов.

Необходимость осуществления мероприятий по защите от коррозии диктуется тем обстоятельством, что потери от коррозии приносят чрезвычайно большой ущерб.

Список информационных источников:

1.Л.Ю .Аликберова «Занимательная химия». М. «Аст- Пресс».1999 г.

2.М.А. Луговая. Лучшие рефераты по химии..Ростов – на – Дону.»Феникс» 2002 г.

3. О. Ольгин. "Опыты без взрывов"М., "Химия", 1986

4. Л.А. Савина Я познаю мир. Детская энциклопедия: Химия/М.1995 г.

5.Растения против ржавчины, Журнал: Полезные советы. М. 2011 г.

6.Растения против ржавчины, Журнал: Сад и огород. М. 2012г.

7.Средства против ржавчины, Журнал: «Сделай Сам » М. 2010 г.

8. Коррозия металлов и современные меры борьбы с ней в вооруженных силах Российской Федерации. http://www.scienceforum.ru/2015/1127/13865.

9.Коррозия и ее последствия www.termal.spb.ru. 10.Коррозия металла — причины возникновения. .rmnt.ru›story/metal/225345.htm.

14