62镀锌铁皮锌镀层厚度的测定

1、镀锌铁皮锌镀层厚度的测定镀锌铁皮锌镀层厚度的测定 有些盛放食品的铁罐是用 “马口铁”(镀锡铁皮)制的, 当“马口铁”铁罐被腐蚀时，锈斑呈点状分布，锈孔容易 穿透铁罐； 屋檐的水槽、浇花用的水壶和水桶等器具一般是用 白 铁皮(镀锌铁皮)制成的,而白铁皮水槽被腐蚀时，锈斑容 易在表面上扩展开来，镀锌层先被腐蚀而内部的铁却不易 被锈蚀。 你知道造成这种现象的原因吗 ? 镀锌铁皮的腐蚀（白铁皮） 负极：Zn 2e Zn 2+ 正极：H 2e H2 析氢腐蚀 2H 2O O2 4e 4OH 吸氧腐蚀 镀锡铁皮的腐蚀（马口铁） 负极：Fe 2e Fe2+ 正极：H 2e H2 析氢腐蚀 2H 2O O2

2、4e 4OH 吸氧腐蚀 锌是银白色的金属。提水的小铁桶，一般是用白铁 皮做的，在它的表面有着冰花状的结晶，这就是锌的结晶 体。在白铁皮上镀了锌，主要是为了防止铁被绣蚀。 然而，奇怪的是，锌比铁却更易生锈：一块纯金属 锌，放在空气里，表面很快就变成蓝灰色 生锈了。这 是因为锌与氧气化合生成氧化锌的缘故。 可是这层氧化锌却非常致密，它能严严实实地覆盖在 锌的表面，保护里面的锌不再生锈，锌就很难被腐蚀。正 因为这样，人们便在白铁皮表面镀了一层锌防止铁生绣。 锌比铁活泼，如果遇到锈蚀，锌不断放出电子，成为 离子，自己烂穿了，却保护了铁皮不受腐蚀。一直到锌全 部腐蚀完了，铁才受到威胁。用镀锌的办法保护内

3、部的铁， 效果挺好。在轮船的外壳上，铆上一块锌板，可以保护船 体。锌板烂得差不多了，再换上一块新的。 检索咨询 牺牲阳极的阴极保护 在被保护的金属器件上 附着一 种更易失去电子的金属或合金的方法， 称为“牺牲阳极的阴极保护”。这种 方法 可以应用于防止水下的船壳、 钢铁设备和地下管道的腐蚀。 通过适当的途径与方法，测定出镀锌铁皮中 锌的质量（mZn)，然后根据 mZnhs2 , 计算求得镀锌层的厚度h 镀锌铁皮锌镀层厚度的测定原理 如何测定镀锌层厚度和镀锌量？ 方案1.将一定质量的镀锌铁皮投入到足量的盐酸溶液将一定质量的镀锌铁皮投入到足量的盐酸溶液 中，使其完全溶解，通过测量氢气的体积，计算铁

4、皮 上的锌的质量。 （1）下列装置中不能用于测量气体体积的装置是 E 反应所需时间 太长； 测量氢气体积 易产生误差较大 方案2.将一定质量的镀锌铁皮（ W1）投入到足量的 FeSO4溶液中，一段时间后，取出铁片，洗净、烘干、 称量（W2），计算铁皮上的锌的质量。 Zn FeSO4 ZnSO 4 Fe W 65 56 9 W W 1W2 锌与铁的活动 性差异不大，反 应几乎难以进行。 方案3.将一定质量的镀锌铁皮投入到足量的盐酸溶液中， 使其完全溶解，再在所得溶液中加入过量的 NaOH溶液， 过滤、洗涤、烘干、灼烧沉淀，最后称量。 Zn 2HCl ZnCl 2 H2 Fe 2HCl FeCl

5、2 H2 ZnCl 24NaOH Na2ZnO22NaCl 2H2O FeCl 22NaOH Fe(OH)2 + 2NaCl 4Fe(OH) 2+ O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3 2Fe(OH) 3 = Fe2O3 + 3H2O 沉淀的获 取和称量较 为困难，精 度不高。 方案4.将一定质量的镀锌铁皮投入到足量的 NaOH溶液 中，充分反应后，取出铁片，洗涤、烘干后称量。 Zn 2NaOH Na 2ZnO2 H2 操作简单，但 反应速率慢，时 间较长。 方案5.将一定质量的镀锌铁皮与另一纯铁片用导线连接， 放入FeSO 4溶液中，一段时间后，取出铁片，洗涤、烘 干后称量。 Fe Fe

6、Zn FeSO 4溶 液 负极：Zn 2e Zn 2+ 正极：2H+ 2e H2 设计较为合 理。 方案6.将一定质量的镀锌铁皮与石墨用导线连接，放入 NaOH溶液中，一段时间后（当石墨表面无气泡析出 时），取出铁片，洗涤、烘干后称量。 石墨 FeZn NaOH溶 液 负极：Zn 2e Zn 2+ 正极：2H2O 2e H22OH 设计合理。 本实验利用镀锌铁皮被腐蚀前后的质量 差(m)以及锌的密度()和镀锌铁皮单侧的 面积(S)并结合公式 h =m/(2S)来测定镀 锌铁皮的锌镀层厚度。 教材实验原理分析 负极(Zn)：Zn 2e Zn 2+ 正极(Fe)：2H+ 2e H2 开始：产生氢气

7、速率较快（原电池原理） 后期：产生氢气速率显著减慢（原电池消失）, Zn被完全反应 实验原理实验原理 m： 用_ 测量反应前后的质量 用_ 来溶解铁皮表面的锌镀层 电子天平(0.001g) 6 mol/LHCl m Zn 2S h m 2S 镀锌铁片在HCl中产生H2的速率由快迅速转慢 实验现象 操作要点 1、镀锌铁片反应前后质量的精确测量与读数。 2、锌在酸中完全溶解后， 产生氢气显著变慢 ，准 确判断锌完全反应是本实验 最重要的一环。 若判断过早则会使锌未完全溶解（ ） 若过迟会使铁部分溶解（ ） 3、反应后从酸液中取出的铁皮应先用蒸馏水冲洗， 再用滤纸吸干，然后低温加热烘干，冷却后称量

8、一些思考 另外一种测量其厚度的方法： 方法是用螺旋测微器直接测量铁片反应前后的厚度， 则厚度差的1/2即为镀锌铁皮的锌镀层厚度 (h)。具体 比较见下表。 ? ? ? 用螺旋测微器测铁片的厚度 数 据 记 录 镀锌铁皮 质量(g) 面积(mm 2) 厚度*(mm) 反应前 7.160 1708.5 0.555 反应后 6.650 O.509 数 据 处 理 锌镀层 厚度(mm) 依据 h =m/(2S) (锌的密度=7.14g/cm 3) h= (7.1606.650) (27.141031708.5) =0.021mm 锌镀层 厚度(mm) 依据厚度差的1/2即为镀锌铁皮的锌镀 层厚度(h) h =(0.5550.509)/2=0.023mm 注：测定厚度为四次测定 (铁皮上均匀取四个点 )的平均值 1、电子天平要准确读数：由于电子天平精密度