镀锌铁皮锌镀层厚度的测定

专题六物质的定量分析

镀锌铁皮锌镀层厚度的测定

蚀。

你知道造成这种现象的原因吗？

有些盛放食品的铁罐是用吗口铁”（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

镀锌铁皮的腐蚀（白铁皮）负极：Zn -2e- = Zn2+

正极：H+ +2e-= H2T

2H2O + O2 +4e~ = 4OH~ 镀锡铁皮的腐蚀（马口铁）负极：Fe-2e一= Fe2+

正极：H+ +2e—= H2T

2H2O + O2 +4e~ = 4OH- 析氢腐蚀吸氧腐蚀

析氢腐蚀吸氧腐蚀

锌是银白色的金属。提水的小铁桶，常常见用白铁皮做的，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

, 效果挺好。在轮船的外

壳上，钏上一块锌板，可以保护船体。锌板烂得差不多了，再换上一块新的。

镀锌量：

镀锌量盧表示镀锌板锌层厚度的一个普遍采用的有效方

法。有两面镀锌量相同（即等厚镀锌）和两面镀锌量不同（即差厚镀锌）两种。

镀锌量的单位为g/m?。

如何测定镀锌层厚度和镀锌量?

镀锌铁皮锌镀层厚度的测定原理

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rn Zn = hspX2,计算求得镀锌层的厚度h

本实验利用镀锌铁皮被腐蚀前后的质量差Qm)以及锌的密度(p)和镀锌铁皮单侧的面积(S)并结合公式h二△m/(2pS)来测定镀锌铁皮的锌镀层厚度。

负极：Zn —2e_ = Zn2+ 正极：2H+ +2e- = H2t

开始：产生氢气速率较快(原电池原理) 后期：产生氢气速率显著减慢(原电池消失)

实验原理

Am

△m: 2pS 2pS ①用电子天平(O.OOlg)测量反应前后的质量

②用6 mol/LHCl 来溶解铁皮表面的锌镀层

镀锌铁片在HC1中产生足的速率由快迅速转慢

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、数据的准确记录与处理及误差分析。

—J主意事项—

1、电子天平要小心使用：因电子天平属精密仪器，应要求学生小心使用防止损坏。

2、电子天平要准确读数：由于电子天平精密度高，稍

有影响都有可能使它的读数发生变化。所以要等在不

受外界影响的情况下，天平显示数据稳定下来后再读

数。

3、要及时记录数据：数据对定量分析实验是至关重要的。如果前面有任何一处数据忘记记录，都会使后续实验丧失意义。

中，使其完全溶解，通过测量氢气的体积，计算铁皮上的锌的质量。

(1)下列装置中不能用于测量气体体积的装置是

B C

气体T

D

FeSOq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 = ZnSO4 + Fe AW

65 56 9

W W x-W2

o

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 + 2HC1 = ZnCl2 + H2T Fe + 2HC1 = FeCl2 + H2t

o

ZnCl2+4NaOH = Na2ZnO2+2NaCl +2F^

FeCl2+2NaOH = Fe(OH)2 J+ 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 = Na2ZnO2+ H2T

操作简单，但反应速率过慢，

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FeSO4溶液中，一段时间后，取出铁片，洗涤、烘干后称量。

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。

负极：Zn —2e~ = Zn2+

正极：2H2O +2e~ = H2t+2OH~

o

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)e具体比较见下表。

用螺旋测微器测铁片的厚度