Есть ли реакция золота с кислородом

Возможна ли коррозия золота с поглощением кислорода в растворе, в котором активность (концентрация) ионов золота равна 1∙10 –4 моль/л, среда нейтральная?

Электродный потенциал золота, согласно уравнению Нернста:

Потенциал кислородного электрода:

Так как электродный потенциал золота больше потенциала кислородного электрода, коррозия золота в нейтральном растворе с поглощением кислорода невозможна.

Задача 557

Возможна ли коррозия с выделением водорода в растворе, в котором активность ионов меди 1∙10 –3 моль/л и рН среды 3?

Электродный потенциал меди, согласно уравнению Нернста:

Потенциал водородного электрода:

Так как потенциал меди больше потенциала водородного электрода, то процесс коррозии с выделением водорода невозможен.

Задача 566

Как объяснить, что при повреждении цинкового покрытия защита железа от коррозии в нейтральной среде продолжается, в то время как железо, частично покрытое оловом, разрушается? Составьте схемы образующихся коррозионных микроэлементов и рассчитайте их ЭДС при стандартных условиях. Приведите уравнения электродных процессов.

МЫ НАШЛИ ЭТО ПОД ВОДОЙ!***ПОТЕРЯНЫЕ ДРАГОЦЕННОСТИ***

Исходя из величин стандартных электродных потенциалов металлов:

в случае оцинкованного железа при нарушении покрытия в образовавшихся короткозамкнутых микроэлементах роль анода выполняет цинк как более активный металл, который окисляется:

(–) Zn; Zn – 2ē → Zn +2 ок–е, в–ль;

в случае луженого железа при нарушении целостности покрытия будет корродировать железо:

(–) Fe, Fe – 2ē → Fe +2 ок–е, в–ль;

ЭДС (Е) микрогальванопар равна разности соответствующих величин электродных потенциалов:

Задача 575

В раствор хлорида натрия опущены железная пластинка и железная пластинка, покрытая оловом. В каком случае коррозия железа протекает интенсивнее? Какова роль хлорида натрия?

При контакте железа с оловом образуются коррозионные микроэлементы, в которых роль анодов выполняет железо как более активный металл
(φ o Fe2+/Fe = – 0,44В), а роль катодов – олово (φ o Sn2+/Sn = – 0,14В):

(–) Fe, Fe – 2ē → Fe +2 ок–е, в–ль;

В случае железной пластинки роль анода выполняет основной металл – железо, роль катода – технические примеси:

(–) Fe, Fe – 2ē → Fe +2 ок–е, в–ль;

В присутствии хлорид–ионов коррозия железной пластинки заметно ускоряется;

Интенсивность коррозии определяется активностью примеси в сравнении с оловом.

В задачах (541–557) на основании приведенных ниже данных определите расчетом возможность или невозможность коррозии следующих металлов в растворах с водородной или кислородной деполяризацией:

Задача	Металл	Концентрация (активность) одноименных ионов Ме + n , моль/л	рН раствора	Коррозия металла
Поглощение кислорода	Выделение кислорода
Медь	10 –2	–	+
Медь	10 –4	+	–
Магний	10 –2	–	+
Магний	10 –10	+	–
Алюминий	10 –2	–	+
Алюминий	10 –8	+	–
Цинк	10 –3	–	+
Цинк	10 –2	+	–
Железо	10 –1	–	+
Свинец	10 –3	+	–
Олово	10 –2	+	–
Кобальт	10 –3	–	+
Никель	10 –1	+	–
Золото	10 –1	+	–
Серебро	10 –3	–	+
Золото	10 –4	+	–
Медь	10 –3	–	+

В задачах 558–575 определите, какие из контактирующих металлов, будут окисляться в агрессивной среде? Составьте схемы образующихся коррозионных микроэлементов и рассчитайте их ЭДС при стандартных условиях. Приведите примеры электродных процессов.

Поджигаем спичку марганцовкой и перекисью водорода #shorts

Задача	Металлы	Среда	Задача	Металлы	Среда
Al – Cu	кислая	Cr – Pb	почва кислая
Al – Cr	атмосферный воздух	Zn –Ag	речная вода
Al – Zn	речная вода	Zn – Cu	щелочная
Fe – Ni	морская вода	Cu – Pb	кислая
Fe – Cr	кислая	Cu – Ni	нейтральная
Fe – Cd	кислая	Cd – Ag	кислая
Fe – Mg	раствор NaCl	Cd – Fe	промышленная атмосфера
Сталь	атмосферный воздух	Cd –Mg	солевой раствор
Zn – Fe	нейтральная	Fe – Sn	солевой раствор

Источник: studopedia.su

Физические и химические свойства кислорода

Кислород – элемент второго периода VIA группы Периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева, с атомным номером 8. Символ – О.

Атомная масса – 16 а.е.м. Молекула кислорода двухатомна и имеет формулу – О2

Кислород относится к семейству p-элементов. Электронная конфигурация атома кислорода 1s 2 2s 2 2p 4 . В своих соединениях кислород способен проявлять несколько степеней окисления: «-2», «-1» (в пероксидах), «+2» (F2O). Для кислорода характерно проявление явления аллотропии – существования в виде нескольких простых веществ – аллотропных модификаций. Аллотропные модификации кислорода – кислород O2 и озон O3.

Химические свойства кислорода

Кислород является сильным окислителем, т.к. для завершения внешнего электронного уровня ему не хватает всего 2-х электронов, и он легко их присоединяет. По химической активности кислород уступает только фтору. Кислород образует соединения со всеми элементами кроме гелия, неона и аргона.

Непосредственно кислород нее вступает в реакции взаимодействия с галогенами, серебром, золотом и платиной (их соединения получают косвенным путем). Почти все реакции с участием кислорода – экзотермические. Характерная особенность многих реакций соединения с кислородом — выделение большого количества теплоты и света. Такие процессы называют горением.

Взаимодействие кислорода с металлами. Со щелочными металлами (кроме лития) кислород образует пероксиды или надпероксиды, с остальными – оксиды. Например:

Взаимодействие кислорода с неметаллами. Взаимодействие кислорода с неметаллами протекает при нагревании; все реакции экзотермичны, за исключением взаимодействия с азотом (реакция эндотермическая, происходит при 3000 С в электрической дуге, в природе – при грозовом разряде). Например:

Взаимодействие со сложными неорганическими веществами. При горении сложных веществ в избытке кислорода образуются оксиды соответствующих элементов:

2H2S + 3O2 = 2SO2↑ + 2H2O (t );

4NH3 + 3O2 = 2N2↑ + 6H2O (t );

4NH3 + 5O2 = 4NO↑ + 6H2O (t , kat);

2PH3 + 4O2 = 2H3PO4 (t );

4FeS2+11O2 = 2Fe2O3 +8 SO2↑ (t ).

Кислород способен окислять оксиды и гидроксиды до соединений с более высокой степенью окисления:

2CO + O2 = 2CO2 (t );

2SO2 + O2 = 2SO3 (t , V2O5);

4FeO + O2 = 2Fe2O3 (t ).

Взаимодействие со сложными органическими веществами. Практически все органические вещества горят, окисляясь кислородом воздуха до углекислого газа и воды:

Кроме реакций горения (полное окисление) возможны также реакции неполного или каталитического окисления, в этом случае продуктами реакции могут быть спирты, альдегиды, кетоны, карбоновые кислоты и другие вещества:

Окисление углеводов, белков и жиров служит источником энергии в живом организме.

Физические свойства кислорода

В свободном состоянии кислород представляет собой газ без цвета, вкуса и запаха, плохо растворимый в воде (в 100 л воды при 20 С растворяется 3 л кислорода. Жидкий кислород голубого цвета, обладает парамагнитными свойствами (втягивается в магнитное поле).

Получение кислорода

Различают промышленные и лабораторные способы получения кислорода. Так, в промышленности кислород получают перегонкой жидкого воздуха, а к основным лабораторным способам получения кислорода относят реакции термического разложения сложных веществ:

Примеры решения задач

Задание	При разложении 95 г оксида ртути (II) образовалось 4,48 л кислорода (н.у.). Вычислите долю разложившегося оксида ртути (II) (в мас. %).
Решение	Запишем уравнение реакции разложения оксида ртути (II):

Зная объем выделившегося кислорода, найдем его количество вещества:

моль.

Согласно уравнению реакции n(HgO):n(O2) = 2:1, следовательно,

Вычислим массу разложившегося оксида. Количество вещества связано с массой вещества соотношением:

Молярная масса (молекулярная масса одного моль) оксида ртути (II), рассчитанная с помощью таблицы химических элементов Д.И. Менделеева – 217 г/моль. Тогда масса оксида ртути (II) равна:

Определим массовую долю разложившегося оксида:

Задание	Вычислите, какое количество теплоты выделится при сжигании 100 л водорода (н.у.). Термохимическое уравнение реакции: 2H2+O2 = 2H2O+572 кДж.
Решение	Еще раз запишем уравнение реакции:

Вычислим количество вещества водорода:

n(H2) = 100/22,4 = 4,46 моль.

Количество вещества связано с его массой формулой:

Молярная масса (молекулярная масса одного моль) водорода, рассчитанная с помощью таблицы химических элементов Д.И. Менделеева – 2 г/моль. Тогда водорода равна:

Количество вещества водорода, согласно термохимическому уравнению равно 2 моль, тогда, его теоретическая масса будет равна 4 г. Составим пропорцию:

8,92 г Н2 – Q кДж тепла

4 г Н2 – 572 кДж тепла.

Найдем, количество теплоты, выделившееся при сжигании 100 л водорода:

Q = (572 × 8,92)/4 = 1275,56 кДж.

Источник: ru.solverbook.com

Роль кислорода в формировании золотого оруденения

По современным данным золото имеет очень слабое сродство к кислороду — наименьшее в сравнении со всеми другими элементами. Считается, что связь его с водородом значительно прочнее. Определяющим является традиционное представление о “благородности” золота и устойчивости его к кислороду как к окислителю. На диаграмме, построенной А.А. Маракушевым, отражающей положение металлов по величинам их химического сродства к водороду и кислороду, определенный по энергиям диссоциации двухатомных молекул, золото характеризуется практически нулевым значением сродства к кислороду, в то время как величина химического сродства его к водороду значительна и составляет порядка 72 кДж/моль.

Вероятно, в связи с этим роль непосредственно кислорода в формировании золотого оруденения (эндогенного), как правило, не рассматривается либо недооценивается. Так, С.Г. Бадалов совершенно справедливо, вслед за В.И. Вернадским, обращая внимание на определяющую роль кислорода в формировании (осаждении) месторождений различных металлов, в то же время исключает из этой закономерности золото. Он указывает: “Кислород и сера — важнейшие анионы — осадители практически всех металлов в земной коре, за исключением золота, серебра и элементов платиновой группы, которые помимо соединений с серой и ее аналогами образуют промышленные концентрации и в самородном состоянии

Как нам представляется, на настоящее время накоплен большой фактический материал, противоречащий этим суждениям. Наоборот, можно полагать, что роль кислорода и для золота имеет важное, вероятно, определяющее значение в формировании его промышленных концентраций. Здесь, как и в других ситуациях, проявляется двойственность в повелении золота: с одной стороны, как типичный “благородный” металл оно устойчиво в обычных условиях к кислороду, что позволяет широко использовать его в производстве, с другой — в большой мере зависит от режима кислорода, его активности, концентрации и вызванных его присутствием различных соединений.

При этом исходя из вышеназванных особенностей Au+ и Au 3+ можно полагать, что наиболее велико значение кислорода для трехвалентного золота.

Основные фактические данные, свидетельствующие о важной роли кислорода в развитии золотого оруденения, следующие.

1. В пределах Земли месторождения золота отмечаются только в ее верхней части — в биосфере (понимаемой по В.И. Вернадскому), куда проникает кислород атмосферы. В этом отношении устанавливается та же закономерность, которая характеризует условия образования месторождений и других металлов.

2. В пределах биосферы устанавливается вертикальная зональность в распределении природных концентраций золота и его параr>

генных минеральных ассоциаций в зависимости от вертикальной зональности в распределении кислорода атмосферы и его активности. Массовое выпадение в свободной самородной форме с образованием основных промышленных концентраций происходит в субаэральной зоне — в условиях высокой активности кислорода. На более низких уровнях и в субмаринных условиях, характеризующихся отложением основной массы сульфидов, содержания золота, как правило, намного ниже и обусловлены не осаждением золота из растворов в результате химических реакций, а электрокинетическими факторами — захватом его сульфидами в процессе их кристаллизации.

3. Генетические типы месторождений золота, их общий минеральный парагенезис, закономерности размещения в них золота, формы выделения золота, параметры оруденения и пр. эволюционируют в соответствии с изменением режима кислорода в атмосфере и биосфере Земли. При всем своем сходстве древние месторождения золота, сформированные в условиях дефицита кислорода, существенно отличаются от мезо-кайнозойских, формирующихся, в отличие от древних, при высокой активности кислорода. Особенно заметно это на примере золото-серебряных близповерхностных вулканогенных месторождений. Образование их происходит при высокой активности кислорода, и, видимо, поэтому данный тип месторождений присущ только молодым металлогеническим эпохам.

Взначительной мере своеобразием режима кислорода, какбудет показано далее, объясняются и специфические особенности докембрийской металлогении.

4. Способность различных горных пород и отложений к генерации золотоносных растворов и локализации золотого оруденения, характер связи с ними золотого оруденения и кларковые содержания в них золота в большой мере зависят от степени их окисленности — величины отношения закисного железа к окиеному: FeO/Fe2O3. Так, углеродистые алевросланцы, содержащие золотое оруденение, в отличие от аналогичных по общему химическому составу углеродистых, но не рудоносных алевросланцев, имеют более высокое вполне определенное отношение FeO/Fe2О3.

Интрузивные гранитоиды, с которыми ассоциирует золотое оруденение, в отличие от близких по составу, но не “рудообразующих” гранитоидов, содержат магнетит и имеют пониженную величину отношения FeO/Fe2О3. Характерно это для различных регионов, в том числе для всего Приамурья (Верхнего, Среднего, Нижнего), Якутии, Приморья и Магаданской области. В последние годы эта закономерность привлекает внимание многих исследователей и явилась предметом специальных обсуждений. Более того, наличие ее предлагается широко использовать при прогнозировании золотого оруденения и разбраковке гранитоидных образований по благоприятности в отношении формирования промышленного оруденения. Большое, статистически вполне представительное число данных подтверждает правомерность такого подхода.

При этом благоприятны для присутствия повышенных количеств золота не все геологические образования (системы), а лишь те, которые характеризуются не максимальной или минимальном степенью окисленности, а “умеренной”, т. е. вполне определенным режимом кислорода. Применительно к железу это проявляется в наличии одновременно его как закисной (FeO), так и окисной (Fe2O3) форм.

Минералогически это выражается в развитии магнетита. Среди глубинных образований именно магнетитсодержащие тела (а не гематитовые) часто характеризуются повышенными содержаниями золота — магнетитсодержащие скарны и скарноиды. гидротермальные гнездово-жильные тела и пр. Для них характерна ассоциация золота с магнетитом. Показательный пример — Карафтитское месторождение в Восточном Прибайкалье. За счет наложенных экзогенных процессов, приводящих к окислению магнетита, в поверхностных условиях эта закономерность может нарушаться, и в рудных телах золото может ассоциировать с гематитом и лимонитом (месторождения Куранах, Тас-Юрях и другие севера Хабаровского края и юга Якутии, Карлин в США).

Эта закономерность настолько хорошо выражена, что на поисковом этапе может использоваться для разбраковки по золоту различных жильных полей.

6. В истории формирования золоторудных месторождений устанавливается своеобразная антагонистичность в поведении серы и кислорода, аналогичная рассмотренной ранее на примере месторождений других металлов А. Г. Бетехтиным. В условиях повышенной активности серы отлагается основная масса сульфидов, прежде всего железосодержащих — пирита, арсенопирита, пирротина. В это время отложение золота если и происходит, то связано с осаждением его сульфидами, т. е. обусловлено электрокинетическими факторами. Основная масса золота выпадает позже — в условиях смены хлоридных вод бикарбонатными, в которых растворимость золота согласно экспериментальным данным на 2-3 порядка ниже.

Экспериментально доказано растворение золота в водном растворе в присутствии кислорода. Одновременно установлено, что в присутствии кислорода реакция образования комплексного гидрата трехвалентного золота происходит активнее. Кроме гидрооксохлоридных соединений и гидрооксокомплексов, представляющих собой соединения золота с кислородом и водородом — Au(OH), [Au(OH)2]-, [Au(OH)2]-, [Au(OH)5]2-, золотой кислоты — Au(OH), H2AuO3, давно известны и непосредственно соединения золота с кислородом — Au2O, Au2O3.

Выявлена положительная роль кислорода в образовании комплексного гидрата трехвалентного золота и диссоциации гидроксида зодота с образованием аурат-ионов типа [Н2AuO3]-, [HAuO3]2- и [AuO3]3-.

Поданным Г.Р. Крайта, золото ведет себя в растворе как газовый электрод, и его потенциал определяется равновесием в редокс-системе H+, OН- и O2.

• Комплексные ионы и соединения золота
• Металлохимические свойства золота
• Место золота в процессе минералообразования из растворов
• Общие сведения о геохимических особенностях золота
• Состояние изученности металлогении золота. Современный этап
• Состояние изученности металлогении золота. Первая половина XX в.
• Состояние изученности металлогении золота. Ранний этап — XVIII-XIX вв.
• Штамповка поковок корпусов буровых коронок
• Технологический процесс выдавливания полостей
• Конструирование мастер-инструмента

Источник: terrakolor.ru