Коррозия

Задачи

Составьте схему электродных процессов, суммарную реакцию и гальванический элемент, в котором возможно протекание указанной реакции. Рассчитайте значение стандартной электродвижущей силы.

136. Zn + 4OH^– + Sn²⁺ = ZnO + 2H₂O + Sn

137. Pb + SO + Sn²⁺ = PbSO₄ + Sn

138. 3H₂ + Н₂SO₄ = 4H₂O + S⁰

139. PbSO₄ + Ba = Pb + SO + Ba²⁺

140. Pb + SO + Ni²⁺ = PbSO₄ + Ni⁰

141. 2Ag + 2Cl^– + J₂ = 2AgCl + 2J^–

142. Cu + J₂ = Cu²⁺ + 2J^–

143. 2AuCl₃ = 2Au + 3Cl₂

144. 2J^– + Br₂ = 2Br^– + J₂

145. Mn²⁺ + Cl₂ + 2H₂O = MnO₂ + 4H⁺ + 2Cl^–

146. MnO₂ + 4OH^– + 3Ag⁺ = MnO + 2H₂O + 3Ag⁰

147. PbO₂ + 4H⁺ + 2Hg + 2J^– = Pb²⁺ + 2H₂O + Hg₂J₂

148. Sn²⁺ + NO + 2OH^– = Sn⁰ + NO + H₂O

149. 2Cr₂O + 16H⁺ = 3O₂ + 4Cr³⁺ + 8H₂O

150. Fe³⁺ + MnO = Fe²⁺ + MnO

151. MnO₂ + 2NO + 2H⁺ = 2Mn²⁺ + 2HNO₃

152. H₂ + 2OH^– + 2Ni²⁺ = Ni + 2H₂O

153. H₂O₂ + Hg²⁺ = O₂ + 2H⁺ + Hg

154. 2Cl^– + PbO₂ + 4H⁺ = Cl₂ + Pb²⁺ + 2H₂O

155. PbSO₄ + 2H₂O + 2Cu²⁺ = 2Cu⁺ + PbO₂ +4H⁺ + SO

156. PbO₂ + 4H⁺ + 2Hg + 2J^– = Pb²⁺ + 2H₂O + Hg₂J₂

157. 2Ag + 2Br^– + Hg₂Cl₂ = 2AgBr + 2Hg + 2Cl^–

158. Hg + PbO = HgO + Pb

159. Ag⁺ + Cl^– = AgCl

160. 2Cr²⁺ + PbO₂ + 4H⁺ = 2Cr³⁺ + 2Pb²⁺ + 2H₂O

Коррозия металлов – это разрушение металлов или сплавов под воздействием окружающих условий, в результате чего они теряют присущие им свойства.

Различают химическую и электрохимическую коррозию металлов. Химическая коррозия металлов вызывается окислительно–восстановительными реакциями, происходящими в результате взаимодействия металла с газами и неэлектролитами. Электрохимическая коррозия металлов возникает при контакте двух металлов под воздействием электролитов.

Электродные процессы:

- на аноде окисляется корродирующий металл;

- на катоде происходит восстановление атомов или ионов окружающей среды.

Пример 1

Цинковую и железную пластинки опустили в раствор сульфата меди. Составьте электронные и ионные уравнения реакций, происходящих на пластинках. Какие процессы будут проходить на пластинках, если наружные концы их соединить проводниках.

Решение:

а) Zn + CuSO₄ ZnSO₄ + Cu

(Цинковая пластина постепенно растворяется, на ней выделяется мет. медь)

Zn⁰ – 2e Zn²⁺ (восстановитель) φ⁰ = –0,76 В

Cu²⁺ + 2e Cu⁰ (окислитель) φ⁰ = 0,34 В

E = φ⁰ (окислителя) –φ⁰ (восстановителя)

E = 0,34 – (–0,76) = 1,1 В

б) Fe + CuSO₄ = FeSO₄ + Cu

(железная пластина растворяется, на ней выделяется металлическая медь)

Fe⁰ *– 2e Fe²⁺ (восстановитель) φ⁰ = –0,44 В

Cu²⁺ + 2e Cu⁰ (окислитель) φ⁰ = 0,34 В

E = φ⁰ (окислителя) –φ⁰ (восстановителя)

E = 0,34 В – (–0,44 В) = 0,78 В

Если соединить наружные концы пластинок проводником, то получим гальванический элемент, где пластинки будут играть роль электродов. Согласно значению потенциалов система Zn²⁺+ 2e Zn по отношению к системе Fe²⁺ + 2e Fe является восстановителем, т.е. в растворе электроны будут переходить от Zn к Fe²⁺.

Zn + Fe²⁺ = Zn²⁺ + Fe и Zn – 2e = Zn²⁺ – анод

Fe²⁺ + 2e = Fe – катод

Пример 2

Составить схему процесса атмосферной коррозии оцинкованного железа.

Решение: Оцинкованное железо – это железо, покрытое цинком. Стандартные электродные потенциалы (таблица) железа равен –0,44В, цинка равен –0,76В. Т.к. потенциал цинка отрицательнее потенциала железа φ⁰(Zn/Zn²⁺) = –0,76 В;

φ⁰(Fe/Fe²⁺) = –0,44 В, то цинк является анодом в коррозионном процессе.

Схема реакций:

А(–):Zn – 2e^– Zn²⁺

К(+):(Fe)O₂ + 4e^–+2Н₂О 4ОН^–

Суммарная реакция с учетом электролитов:

2Zn + O₂ + 2H₂O 2Zn(OH)₂

Дата добавления: 2015-05-08