На странице представлен фрагмент
Реши любую задачу с помощью нейросети.
27
Контактирующие изделия, изготовленные из двух различных металлов ( M1 и M2 ) находятся при 298К в аэрированном растворе с указанными значениями рН и активности ионов коррозирующего металла амz+. Напишите уравнения электродных процессов и суммарной реакции, происходящих при данном виде электрохимической коррозии. Рассчитайте ЭДС E коррозионного элемента и энергию Гиббса коррозионного процесса.
M1 –Ni M2- Ag рН =5,0 амz+= 25 *104 моль/л
Для начала сравним стандартные электродные потенциалы этих металлов:
Анодом будет металл, стандартный электродный потенциал которого наименьший ( более отрицательный)
Так как никель имеет меньший потенциал, он будет выполнять роль анода и будет растворяться
Рассмотрим коррозию в АЭРИРОВАННОЙ СРЕДЕ при рН = 5,0
На аноде будет происходить окисление металла
АНОД: Ni0 -2e => Ni2+ восстановитель, окисление
Так как у нас кислая среда аэрированного раствора ( обогащенного кислородом), на катоде будет происходить кислородная деполяризация
КАТОД: О20 + 4Н+ +4е 2Н2О окислитель, восстановление
Суммарная реакция: 2Ni0 + О20 + 4Н+ => 2Ni2+ + 2H2O
Основной характеристикой работы гальванического элемента является электродвижущая сила (ЭДС) – максимальная разность потенциалов между электродами, которая может быть получена при работе элемента.
E = Eкатод Eанод, В
Потенциал металлического электрода Е зависит активности ионов Men+ в растворе. Связь Е устанавливается уравнением Нернста
Еанода = -0,09В
Так как у нас рН =5, рассчитаем Екатода при данных условиях ( аэрированная кислая среда)
Потенциал кислородного электрода описывается уравнением:
Екатода =0,935В
Е= 0,935 – (-0,09) = 1,025В
ЭДС гальванического элемента связана с изменением энергии Гиббса токообразующей реакции G уравнением:
где n – число электронов, участвующих в электродной реакции атома металла ;
F -постоянная Фарадея, равная 96500 Кл/моль.
И отсюда ∆G0298 = -EnF
∆G0298 = – 1,025 * 2* 96500 = – 197825 Дж/моль = – 197,825 кДж/моль
44
В результате атмосферной коррозии указанного металла за время t образовалось m грамм его гидроксида M(OH)n. Напишите уравнение электродных процессов и суммарной реакции данного вида коррозии. Вычислите массу прокорродировавшего металла, объем поглощенного при этом газа при н.у. и силу коррозионного тока.
Ti, m(Ti(OH)2) = 0,038г, t=4,5 мин
На аноде происходит окисление титана, на катоде- восстановление кислорода ( у нас атмосферная коррозия)
Анод(-) 2 процесс окисления
Катод(+) 1 процесс восстановления
.
Молекулярное уравнение:
Для вычислений массы m (для газов – объема V) веществ, образующихся(потраченных) на электродах в результате электролиза, необходимо воспользоваться законом Фарадея:
или (для газов):
где M- молярная масса, г/моль
Vm-молярный объем, равный 22.4 л/моль при н.у.
I -сила тока, А
z -число электронов в уравнении электродного процесса
t -время проведения электролиза, секунды
F -постоянная величина (число Фарадея),
равная 96500 Кл/моль
из этой формулы выведем, чему будет равна сила тока:
время переведем в секунды 4,5 минут *60 = 270 с
так как мы знаем массу образовавшегося гидроксида титана
и его молярную массу M(Ti(OH)2) = 48 + 2*16 + 2*1 = 82 г/моль
Рассчитаем количество затраченного кислорода:
Рассчитаем количество выделившегося металла титана:
Часть выполненной работы
На аноде происходит окисление железа, на катоде- восстановление водородаА: Fe0 – 2e → Fe2+К: 2H+ + 2e → H2Суммарный процесс: Fe + 2H+ → Fe2+ + H2
Eанода =
Екатода =
Тогда
Екатода =- 0,177 В
Е= -0,177- (-0,44) = 0,263 В
Рассчитаем энергию Гиббса
∆G0298 = -EnF
∆G0298 = – 0,263* 2 * 96500 = – 50 759Дж/моль = – 50,76 кДж/моль
Так как при разрушении целостности покрытия будет разрушаться сам металл, то покрытие железа медью будет катодным. Механизм защитного действия будет механический, так как при нарушении целостности покрытия медь не будет корродировать.
87
Определите вид (анодное, катодное) и механизм защитного действия (механический , электрохимический) металлического покрытия П на металлическом изделии М. Приведите уравнения электродных процессов влажной атмосферной коррозии (рН=7) изделия с данным покрытием и рассчитайте значение ЭДС коррозионного элемента при Е= 298К, если активность ионов корродирующего металла а
M – Fe , П – Cu , а= 10-5 моль/л
Для начала запишем стандартные электродные потенциалы металлов в нейтральной среде :
Е0Fe(OH)2 / Fe = -0,46 В Е0Cu(OH)2 / Cu = 0,19В
При электрохимической коррозии в гальванической паре анодом становится металл, обладающего меньшим значением электродного потенциала, а кат…
Купить уже готовую работу
Так же вы можете купить уже выполненные похожие работы. Для удобства покупки работы размещены на независимой бирже. Подробнее об условиях покупки тут.
