1) металлы повышенной активности (Е 0 Me n+ | Me
Примеры решения задач Пример 1. Коррозия железа в контакте с медью:
| Fe | 1) в растворе соляной кислоты : | |
| при контакте железа с медью в кислой | ||
| H 2 | среде возникает гальванический элемент | |
| . | H + | (–) Fe ½ HCl ½ Cu (+) (рис. 6.2). |
| C | Более активный металл – железо – | |
| H + | окисляется: | |
| u | Fe–2ē = Fe 2+ (анодный процесс), | |
| ē | Fe 2+ | |
| посылая электроны атомам меди, и | ||
| переходит в раствор в виде ионов Fe 2+ . | ||
| Ионы водорода восстанавливаются на | ||
| меди: | ||
| Рис. 6.2. Схема действия | 2H + + 2ē = H 2 (катодный процесс); | |
| гальванической пары | ||
| 2) во влажной атмосфере (в нейтральной среде): | ||
| Анодный процесс аналогичен: Fe–2ē = Fe 2+ . | ||
| Катодный процесс – восстановление кислорода, растворенного в электро- | ||
| лите: O 2 + 4ē + 2H 2 O = 4OH – . | ||
| Ионы ОН – соединяются с перешедшими в раствор ионами Fe 2+ : | ||
| Fe 2+ + 2ОН – = Fe(ОН) 2 ; | ||
| 4Fe(ОН) 2 + 2Н 2 О + О 2 = 4 Fe(ОН) 3 . | ||
| Гидроксид Fe(ОН) 3 часто отщепляет воду: | ||
| Fe(ОН) 3 = Fe(О)ОН + Н 2 О. | ||
Пример 2. Алюминий склепан с медью. Какой из металлов будет подвергаться коррозии, если эти металлы попадут в кислую среду? Составьте схему гальванического элемента, образующегося при этом. Решение. Исходя из положения металлов в ряду стандартных электродных потенциалов, определяем, что алюминий более активный металл: E 0 Al 3+ | Al = – 1,66 В, Е 0 Cu 2+ | Cu = + 0,34 В. В образующейся гальванической паре алюминий будет анодом, а медь – катодом; алюминий будет подвергаться коррозии, а на медном катоде выделяется водород: Al – 3 ē = Al 3+ ; (Cu) 2H + + 2 ē = H 2 Образуется гальванический элемент:
| | | ē | | | ē | ↓ |
| ↓ | –––––––––––––––––––––––– | |||
| ––––––––––– |
Al | Н + | Cu , или более подробно: (–)Al / Al 3+ | Н + | Cu , H 2
И снова немного об олове
Пример 3. Железо покрыто никелем. Какой металл будет корродировать в случае разрушения поверхности покрытия? Коррозия происходит: а) в щелочной среде в присутствии кислорода; б) в щелочной среде в отсутствии кислорода. Составьте схемы микрогальванических элементов, образующихся в каждом из описанных случаев.
Работа с оловом открываю секреты старых кузовщиков
Решение
1. При нарушении поверхностного слоя никелевого покрытия на железе будет происходить коррозия более активного металла, железа, так как стандартный электродный потенциал железа E 0 Fe 2+ | Fe = – 0,44 В меньше стандартного электродного потенциала никеля Е 0 Ni 2+ | Ni = – 0,25 В. Железо будет подвергаться коррозии, окисляться и в виде ионов переходить в раствор по реакции Fe – 2ē = Fe 2+ . На никеле будут происходить следующие процессы: а) в щелочной среде в присутствии кислорода будет восстанавливаться кислород O 2 + 4ē + 2H 2 O = 4OH ¯ ;
| ē | ē | ||||
| | | –––––––––––––––––– | ↓ | | | ––––––––––––––––––––––––––––––––– | ↓ |
Fe | ОН ¯ , О 2 | Ni , или более подробно: (–)Fe / Fe 2+ | ОН ¯ , О 2 | Ni ; б) в щелочной среде в отсутствии кислорода восстанавливается вода 2H 2 O + 2ē = H 2 − + 2OH ¯ . В образующейся гальванической паре железо – анод, а никель – катод. Образуется гальванический элемент:
| ē | ē | ||||
| | | –––––––––––––– | ↓ | | | ––––––––––––––––––––––––––– | ↓ |
Fe | ОН ¯ | Ni , или более подробно: (–)Fe / Fe 2+ | ОН ¯ | Ni / Н 2 Пример 4. Хром находится в контакте с медью. Какой из металлов окисляется при коррозии, если эта пара попадет в кислую среду (HCl). За 90 мин . работы этой гальванопары на катоде выделилось 0,18 л газообразного водорода (н.у.). Какова сила тока, образующегося при работе этой гальванопары? Какая масса металла прокорродировала при этом?
| Дано: | Решение | ||
| τ = 90 мин. | 1. | Стандартный электродный потенциал хрома | |
| V( Н 2 ) = 0,18 л | E 0 Cr 3+ | Cr | = – 0,74 В меньше стандартного электродного | |
| потенциала меди Е 0 Cu 2+ | Cu = + 0,34 В. | |||
| I = ? | Хром будет подвергаться коррозии, окисляться и в | ||
| m(Al) = ? | виде ионов переходить в раствор по реакции | ||
Cr – 3ē = Cr 3+ , на меди же будет происходить восстановление водорода 2H + + 2ē = H 2 . Образуется микрогальванический элемент (–) Al | Н + | Cu (+) .
2. Используя закон Фарадея, определим силу тока, даваемую образующимся гальваническим элементом: V( Н 2 ) • F I= ––––––––––––––––––––––– , V э ( Н 2 ) • τ где V( Н 2 ) объем газообразного водорода; V э ( Н 2 ) – эквивалентный объем газообразного водорода, равный 11,2 л/моль; F – постоянная Фарадея, τ –время, с . Отсюда 0,18 • 96500 I= ––––––––––––––––––––– = 0,29 А 11,2 • 90 • 60 3. За 90 мин. работы гальванопары окислилось хрома: M э (Cr) • I • τ 17,3 г/моль • 0,29 А • 90• 60 с m(Cr) = ––––––––––––– = –––––––––––––––––––––– = 0,28 г
| F | 96500 Кл/моль |
| Ответ: I= 0,29 А, | m(Cr) = 0,28 г |
КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ
1. Какие металлы в микрогальванических элементах называют анодными и катодными? Чем определяется роль каждого металла? 2. К какому виду коррозии относится образование на поверхности меди ее оксида при нагревании и ржавчины на воздухе?
3. Какой газ выделяется на катодном металле микрогальванического элемента в: а) кислой среде; б) в щелочной среде в присутствии растворенного кислорода; в) в щелочной среде в отсутствии кислорода; г) в нейтральной среде в присутствии кислорода; д) в нейтральной среде в отсутствии кислорода ? 4. Объясните, в какой паре железо будет корродировать быстрее – находящееся в контакте с марганцем или кобальтом? 5. Сравните, с одинаковой ли скоростью железо будет покрываться ржавчиной в пресной и морской воде?
6. Алюминий находится в контакте с медью. Какой металл будет подвергаться коррозии, если они попадут в кислую среду? Составьте схему гальванического элемента, образующегося при этом. Подсчитайте значение его ЭДС в стандартных условиях.
7. Олово спаяно с серебром. Какой из металлов будет подвергаться коррозии, если они попадут в щелочную среду а) в присутствии кислорода; б) в отсутствии кислорода? Составьте схему процессов, происходящих на электродах образующегося гальванического элемента.
8. При работе гальванического элемента Al│H 2 O│Cr , образовавшегося при коррозии алюминия, находящегося в контакте с хромом, за 4 мин выделилось 0,102 л газообразного водорода. Определите, какая масса алюминия прокорродировала при этом и чему равна сила тока, протекшего по внешней цепи гальванического элемента.
9. Для электрохимической защиты от коррозии используют: а) протекторную защиту – достигается контактом данного металла с другим; б) катодную защиту – присоединение защищаемого объекта к катоду источника постоянного электрического тока. Объясните, чем определяется выбор другого металла в первом случае и какова роль электрического тока от внешнего источника. 10.Цинк склепан с железом и помещен в кислую среду. Какая масса цинка, подверглась коррозии, если за 4 мин. работы образовавшейся гальванопары через внешнюю цепь протекло 2750 Кл электричества? Какой объем водорода выделился при этом на железном катоде?
Источник: studfile.net
163. Олово спаяно с серебром. Какой из металлов будет окисляться при коррозии, если эта пара металлов попадет в щелочную среду? Составьте схему коррозионного гальванического элемента и укажите направление движения электронов. Напишите уравнения (Решение → 698)
Составьте электронно-ионные уравнения. Расставьте коэффициенты в уравнениях реакций. Для каждой реакции укажите, какое вещество является окислителем, какое – восстановителем; какое вещество окисляется, какое – восстанавливается.
Библиотека Ирины Эланс, основана как общедоступная библиотека в интернете. Онлайн-библиотеке академических ресурсов от Ирины Эланс доверяют студенты со всей России.
Библиотека Ирины Эланс
Полное или частичное копирование материалов разрешается только с указанием активной ссылки на сайт:
Ирина Эланс открыла библиотеку в 2007 году.
Источник: student-files.ru
Олово спаяно с серебром. Какой из металлов будет окисляться при коррозии, если эта пара металлов попадет в щелочную среду? Составьте схему коррозионного гальванического элемента и укажите направление движения электронов.
⚡ Условие + 37% решения:
К Олово спаяно с серебром. Какой из металлов будет окисляться при коррозии, если эта пара металлов попадет в щелочную среду? Составьте схему коррозионного гальванического элемента и укажите направление движения электронов.
Решение: 1) Стандартные электродные потенциалы олова и серебра имеют следующие значения E В Sn Sn 0,136 / 2 E В Ag Ag 0,799 / Sn Sn Ag Ag E E / / 2 , следовательно, более активным металлом является олово, оно будет отрицательным электродом – анодом, а серебро – катодом. 2) Записываем схему коррозионного гальванического элемента и указываем направление движения электронов во внешней цепи, учитывая, что электроны движутся от анода к катоду: ē (–)Sn │H2O, O2│Ag(+) 3) Составляем электронные уравнения процессов, протекающих на электродах, учитывая, что на аноде происходит окисление атомов олова, а на катоде – восстановление молекул воды:
Готовые задачи по химии которые сегодня купили:
- Вычислить степень гидролиза и константы гидролиза по всем ступеням для раствора фосфата натрия с молярной концентрацией 0,1 моль/дм3 .
- Напишите уравнения электронного баланса, укажите: окислитель и восстановитель, процессы окисления и восстановления, расставьте коэффициенты а) H2S + K2Cr2O7 + H2SO4 → S + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + H2O б) MnSO4 + Na2CO3 + KNO3 → Na2MnO4 + KNO2 + Na2SO4 + CO2
- Опишите механизм передачи генетической информации при биосинтезе белка.
- Напишите химические реакции внутриклеточного окисления: Этанол → уксусный альдегид → уксусная кислота → ацетилКоА
- Классификация методов аргентометрии.
- Кислотность растворов. Величина рН.
- Среди предложенных солей – CrCl3, KCl, NaNO2, SbCl3, CuSO4 – найти соль, гидролиз которой используется для обнаружения иона.
- В задачах (1-20) составить уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:Mg → MgSO4 → Mg(OH)2 → MgO → MgCl2
- Дайте обоснование фармакопейному методу количественного определения аминосалицилата натрия дигидрата по методике ФС.2.1.0052.18 (Приложение № 3).
- Дайте обоснование 2. Качественной реакции подлинности прокаинамида гидрохлорида, приведенной в ФС.2.1.0167.18 (Приложение № 3).
Образовательный сайт для студентов и школьников
Копирование материалов сайта возможно только с указанием активной ссылки «www.lfirmal.com» в качестве источника.
Источник: lfirmal.com