Trả lời nhanh
Trường hợp xảy ra ăn mòn điện hóa là trường hợp có đủ 3 điều kiện: hai điện cực khác bản chất (kim loại – kim loại hoặc kim loại – phi kim), tiếp xúc trực tiếp hoặc qua dây dẫn, cùng nhúng trong dung dịch chất điện li. Ví dụ điển hình: thanh Zn nhúng trong dung dịch CuSO4, vì Cu sinh ra bám lên Zn tạo cặp pin Zn–Cu.
3 điều kiện để xảy ra ăn mòn điện hóa
Ăn mòn điện hóa thực chất là một pin điện tự hình thành. Muốn có pin, bạn cần kiểm tra đủ ba điều kiện sau:
- Hai điện cực khác bản chất: hai kim loại khác nhau, hợp kim, hoặc kim loại với phi kim (như Fe với C trong gang, thép).
- Hai điện cực tiếp xúc với nhau trực tiếp hoặc nối bằng dây dẫn.
- Cùng nhúng trong dung dịch chất điện li (axit, bazơ, muối, nước có hòa tan khí CO2, O2… như nước mưa, nước biển, không khí ẩm).
Thiếu bất kì điều kiện nào thì chỉ có thể là ăn mòn hóa học (hoặc không ăn mòn). Đây là “chìa khóa” để loại phương án.
Cơ chế: ai bị ăn mòn, ai không?
- Cực âm (anot): kim loại hoạt động mạnh hơn, bị oxi hóa: M → Mn+ + ne. Kim loại này bị ăn mòn.
- Cực dương (catot): kim loại yếu hơn hoặc phi kim, không bị ăn mòn; tại đây H+ hoặc O2 bị khử.
Mẹo nhớ: “Mạnh chết trước, yếu được bảo vệ”. Dãy hoạt động hóa học của kim loại cho biết ai mạnh hơn.
Cách loại trừ phương án trong câu trắc nghiệm
Khi gặp câu “Trường hợp nào sau đây xảy ra ăn mòn điện hóa?”, bạn làm theo trình tự:
- Chỉ có một kim loại tinh khiết trong dung dịch axit → ăn mòn hóa học, loại.
- Kim loại tác dụng trực tiếp với khí (Cl2, O2) ở nhiệt độ cao, không có dung dịch → ăn mòn hóa học, loại.
- Kim loại đặt vào dung dịch muối của kim loại yếu hơn → có phản ứng đẩy kim loại, kim loại yếu sinh ra bám lên → hình thành cặp điện cực → ăn mòn điện hóa.
- Hợp kim (hoặc hai kim loại tiếp xúc) trong không khí ẩm hoặc dung dịch điện li → ăn mòn điện hóa.
Bảng ví dụ (tự đặt để luyện nhận biết)
| Trường hợp | Loại ăn mòn | Giải thích |
|---|---|---|
| Thanh Zn nhúng trong dung dịch CuSO4 | Điện hóa (kèm hóa học) | Zn + CuSO4 → ZnSO4 + Cu; Cu bám vào Zn tạo cặp Zn–Cu, Zn là cực âm. |
| Đốt dây sắt trong khí Cl2 | Hóa học | 2Fe + 3Cl2 → 2FeCl3 (t°, khói nâu đỏ); không có dung dịch điện li. |
| Dây bạc nhúng trong dung dịch HNO3 | Hóa học | 3Ag + 4HNO3 → 3AgNO3 + NO + 2H2O; chỉ có một kim loại. |
| Thanh Al tinh khiết trong dung dịch H2SO4 loãng | Hóa học | Chỉ một điện cực. |
| Thép (Fe–C) để ngoài không khí ẩm | Điện hóa | Fe là cực âm, C là cực dương, màng nước chứa chất tan là chất điện li. |
| Đinh sắt nhúng trong dung dịch ZnSO4 | Không ăn mòn | Fe yếu hơn Zn nên không phản ứng. |
Lỗi sai thường gặp
- Thấy “có dung dịch axit” là chọn ngay điện hóa. Cần kiểm tra có đủ hai điện cực hay không.
- Quên rằng khi kim loại mạnh đẩy kim loại yếu khỏi muối, kim loại yếu bám lên sẽ tạo pin điện.
- Nhầm kim loại nào bị ăn mòn: luôn là kim loại mạnh hơn trong cặp.
- Với sắt tây (Fe tráng Sn) bị xước, Fe bị ăn mòn trước vì Fe mạnh hơn Sn; còn tôn (Fe tráng Zn) bị xước thì Zn bị ăn mòn trước, Fe được bảo vệ.
Bài luyện tập
Bài 1. Nhúng hợp kim Fe–Cu vào dung dịch H2SO4 loãng. Có ăn mòn điện hóa không? Kim loại nào bị ăn mòn?
Đáp án: Có (hai điện cực tiếp xúc, cùng trong dung dịch điện li). Fe là cực âm, bị ăn mòn: Fe → Fe2+ + 2e; khí H2 thoát ra ở cực Cu.
Bài 2. Một vật bằng sắt tráng thiếc bị xước sâu để ngoài không khí ẩm. Kim loại nào bị ăn mòn trước?
Đáp án: Fe, vì Fe mạnh hơn Sn nên là cực âm.
Bài 3. Đốt cháy dây Mg trong khí O2 thuộc loại ăn mòn nào?
Đáp án: Ăn mòn hóa học, vì không có dung dịch điện li và không có cặp điện cực.
Câu hỏi thường gặp
Ăn mòn điện hóa là gì?
Là quá trình kim loại bị phá hủy do tác dụng của dung dịch chất điện li và tạo ra dòng electron chuyển từ cực âm sang cực dương, tức một pin điện hình thành.
Ăn mòn điện hóa khác ăn mòn hóa học ở điểm nào?
Ăn mòn hóa học là electron chuyển trực tiếp từ kim loại sang chất oxi hóa, không phát sinh dòng điện. Ăn mòn điện hóa cần hai điện cực tiếp xúc trong dung dịch điện li và có dòng điện.
Trong ăn mòn điện hóa, kim loại nào bị ăn mòn?
Kim loại có tính khử mạnh hơn trong cặp điện cực, đóng vai trò cực âm (anot) và bị oxi hóa.
Vì sao thanh Zn nhúng trong dung dịch CuSO4 xảy ra ăn mòn điện hóa?
Zn đẩy Cu ra khỏi muối, Cu sinh ra bám trên thanh Zn. Hai kim loại khác nhau tiếp xúc trong dung dịch điện li nên hình thành pin Zn–Cu, Zn bị ăn mòn nhanh hơn.