Пример 2

Примеры решения задач

Пример 1

Определите термодинамическую возможность газовой коррозии изделия из углеродистой стали, протекающей по реакции

Fe(т)+ Н₂O(г) = FeО(т) + Н₂(г),

если это изделие эксплуатируется при 700 ºС под действием водяного пара с относительным давлением p _H2O=6 и p _H2=1.

Решение. Реакция протекает при условии ∆ G <0. Поскольку p _H2=1, ∆ G для этой реакциизависит от давления окислителя –воды следующим образом:

∆ G= ∆ G ⁰ – RT ln p _H2O.

Стандартное значение энергии Гиббса при определенном значении температуры можно рассчитать по уравнению

Δ G = Δ Н – Т Δ S.

Пусть Δ Н иΔ S не зависят от температуры, тогда они могут быть определены по закону Гесса для данной реакции:

=

= (– 263,68 +0) – (0–241,84)= – 21,84 кДж,

=

= (58,79+130,6) – (27,15+188,84)= –26,61 Дж/К,

Δ G ⁰ = –21840 – 973(–26,61)= 4051,5 Дж,

∆ G= 4051,5 – 8,314 · 973 ln6= –10404,36 Дж.

Таким образом, коррозия углеродистой стали при 700 ºС возможна.

Как происходит коррозия цинка, находящегося в контакте с кадмием в нейтральном и кислом растворах? Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов. Каков состав продуктов коррозии?

Решение. Стандартный потенциал цинка равен (–0,763 В), кадмия (–0,403 В). Поэтому цинк будет являться анодом, а кадмий – катодом.

Анодный процесс: Zn⁰ – 2 e ^–= Zn²⁺;

катодный процесс:

в кислой среде 2H⁺ + 2 e ^–= H₂,

в нейтральной среде O₂ + 2H₂O + 4 e ^–= 4OH^–.

Поскольку ионы двухвалентного цинка при взаимодействии с гидроксогруппой образуют нерастворимый гидроксид, то продуктом коррозии будет Zn(OH)₂.

Дата добавления: 2014-11-06