Коррозия цинка в соляной кислоте электронные уравнения

Составление электронных уравнений анодного и катодного процессов происходящих при коррозии

Решение задач на коррозию металлов

Задание 287.
Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов с кислородной и водородной деполяризацией при коррозии пары магний — никель. Какие продукты коррозии образуются в первом и во втором случаях?
Решение:
Магний имеет более электроотрицательный стандартный электродный потенциал (-2,36 В), чем никель (-0,24 В), поэтому он является анодом, никель – катодом.

Анодный процесс – окисление металла: Mе 0 — 2 = Mе n+

и катодный процесс – восстановление ионов водорода (водородная деполяризация) или молекул кислорода (кислородная деполяризация). Поэтому при коррозии пары Mg — Ni с водородной деполяризацией происходит следующие процессы:

Анодный процесс: Mg 0 — 2 = Mg 2+
Катодный процесс: в кислой среде: 2Н + + 2 = Н₂↑

Продуктом коррозии будет газообразный водород соединение магния с кислотным остатком (соль).

При коррозии пары Mg — Ni в атмосферных условиях на катоде происходит кислородная деполяризация, а на аноде – окисление магния:

Анодный процесс: Mg 0 — 2 = Mg 2+
Катодный процесс: в нейтральной среде: 1/2O₂ + H₂O + 2 = 2OH —
в нейтральной или в щелочной среде: 1/2O 2 + H 2 O + 2 = 2OH —

Так как ионы Mg 2+ с гидроксид-ионами ОН — образуют нерастворимый гидроксид, то продуктом коррозии будет Mg(OH)₂.

Задание 288.
В раствор хлороводородной (соляной) кислоты поместили цинковую пластинку и цинковую пластинку, частично покрытую медью. В каком случае процесс коррозии цинка происходит интенсивнее? Ответ мотивируйте, составив электронные уравнения соответствующих процессов.
Решение:
а) При помещении цинковой пластинки в раствор хлороводородной (соляной) кислоты происходит реакция замещения:

Через некоторое время цинковая пластинка в растворе разбавленной соляной кислоте пассивируется оксидной плёнкой, образующейся при взаимодействии цинка с кислородом растворённым в воде по схеме: Zn + 1/2 O₂ = ZnO, поэтому коррозия цинка вскоре замедлится.

б) При помещении цинковой пластинки, частично покрытой медью, в раствор соляной кислоты образуется гальваническая пара Zn — Cu, в которой цинк будет анодом, а медь – катодом. Происходит это так, потому что цинк имеет более электроотрицательный электродный потенциал (-0,763 В), чем медь (+0-,34 В).

Анодный процесс: Zn 0 — 2 = Zn 2+ ;
Катодный процесс: в кислой среде: 2Н + + 2 = Н₂↑

Ионы цинка Zn 2+ с ионами хлора Cl — будут давать соль ZnCl₂ – сильный электролит, а водород будет интенсивно выделяться в виде пузырьков газа. Этот процесс будет бурно протекать до тех пор пока не закончится приход ионов водорода Н + соляной кислоты или пока полностью не растворится цинковая пластинка. Ионно-молекулярное уравнение коррозии:

Zn 0 + 2H + = Zn 2+ + H₂О↑

Молекулярная форма уравнения:

Задание 289.
Почему химически чистое железо более стойко против коррозии, чем техническое железо? Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов происходящих при коррозии технического железа во влажном воздухе и в кислой среде.
Решение:
Химически чистое железо более стойко к коррозии, потому что с кислородом образует на поверхности оксидную плёнку, которая препятствует дальнейшему разрушению металла. Техническое железо содержит примеси различных металлов и неметаллов, которые образуют различные гальванические пары железо — примесь. Железо, имея отрицательный стандартный электродный потенциал (-0,44 В) со многими примесями, потенциал которых значительно положительнее, является анодом, а примеси – катодом:

Анодный процесс: Fe 0 -2 = Fe 2+
Катодный процесс: в кислой среде: 2Н + + 2 = Н₂ ↑
в нейтральной или в щелочной среде: 1/2O₂ + H₂O + 2 = 2OH —

Так как ионы Fe 2+ с гидроксильной группой образуют нерастворимый гидроксид, то продуктом атмосферной коррозии железа будет Fe(OH)₂. При контакте с кислородом воздуха Fe(OH)₂ быстро окисляется до метагидроксида железа FeO(OH), приобретая характерный для него бурый цвет:

Please wait.

We are checking your browser. gomolog.ru

Why do I have to complete a CAPTCHA?

Completing the CAPTCHA proves you are a human and gives you temporary access to the web property.

What can I do to prevent this in the future?

If you are on a personal connection, like at home, you can run an anti-virus scan on your device to make sure it is not infected with malware.

If you are at an office or shared network, you can ask the network administrator to run a scan across the network looking for misconfigured or infected devices.

Another way to prevent getting this page in the future is to use Privacy Pass. You may need to download version 2.0 now from the Chrome Web Store.

Cloudflare Ray ID: 6e0cff7d9d3441c2 • Your IP : 85.95.188.35 • Performance & security by Cloudflare

Коррозия

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.

— на аноде окисляется корродирующий металл;

— на катоде происходит восстановление атомов или ионов окружающей среды.

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.

а) Zn + CuSO₄ ZnSO₄ + Cu

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

Zn 0 – 2e Zn 2+ (восстановитель) φ 0 = –0,76 В

Cu 2+ + 2e Cu 0 (окислитель) φ 0 = 0,34 В

E = φ 0 (окислителя) –φ 0 (восстановителя)

E = 0,34 – (–0,76) = 1,1 В

(железная пластина растворяется, на ней выделяется металлическая медь)

Fe 0 *– 2e Fe 2+ (восстановитель) φ 0 = –0,44 В

Cu 2+ + 2e Cu 0 (окислитель) φ 0 = 0,34 В

E = φ 0 (окислителя) –φ 0 (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 Zn 2+ + 2e Zn по отношению к системе Fe 2+ + 2e Fe является восстановителем, т.е. в растворе электроны будут переходить от Zn к Fe 2+ .

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

Fe 2+ + 2e = Fe – катод

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 φ 0 (Zn/Zn 2+ ) = –0,76 В;

φ 0 (Fe/Fe 2+ ) = –0,44 В, то цинк является анодом в коррозионном процессе.

А(–):Zn – 2e – Zn 2+

К(+):(Fe)O₂ + 4e – +2Н₂О 4ОН –

Суммарная реакция с учетом электролитов:

2Zn + O₂ + 2H₂O 2Zn(OH)₂

Задачи

161. Как происходит атмосферная коррозия лужёного и оцинкованного железа при нарушении целости покрытия? Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов.

162. Медь не вытесняет водород из разбавленных кислот. Почему? Однако, если к медной пластинке, опущенной в кислоту, прикоснуться цинковой, то начнется бурное выделение водорода. Дайте этому объяснение, составив электронные уравнения анодного и катодного процессов. Напишите уравнения протекающей химической реакции.

163. Хромированная деталь автомобиля состоит из железа, покрытого тонким слоем никеля, который, в свою очередь, покрыт слоем хрома. Расположите эти металлы в ряд по лёгкости окисления. Для чего нужен слой хромового покрытия? Какую роль играет покрытие?

164. Как происходит атмосферная коррозия луженой меди при нарушении цельности покрытия. Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов.

165. Если пластинку из чистого цинка опустить в разбавленную кислоту, то начинающееся выделение водорода вскоре почти прекращается. Однако при прикосновении к цинку медной палочкой, на последней начинается бурное выделение водорода. Дайте этому объяснение, составив электронные уравнения анодного и катодного процессов. Напишите уравнение протекающей химической реакции.

166. В чем заключается сущность протекторной защиты металлов от коррозии? Приведите пример протектор­ной защиты никеля в электролите, содержащем растворенный кислород. Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов.

167. Если на стальной предмет нанести каплю воды, то коррозии подвергается средняя, а не внешняя часть смоченного металла. После высыхания капли в ее центре появляется пятно ржавчины. Чем это можно объяснить? Какой участок металла, находящийся под каплей воды, является анодным и какой катодным? Составьте электронные уравнения соответствующих процессов.

168. Если гвоздь вбить во влажное дерево, то ржавчиной покрывается та его часть, которая находится внутри дерева. Чем это можно объяснить? Анодом или катодом является эта часть гвоздя? Составьте электронные уравнения соответствующих процессов.

169. В раствор соляной кислоты поместим цинковую пластинку и цинковую пластинку, частично покрытую медью. В каком случае процесс коррозии цинка происходит интенсивнее? Ответ мотивируйте, составив электронные уравнения соответствующих процессов.

170. Почему химически чистое железо является более стойким против коррозии, чем техническое железо? Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов, происходящих при коррозии технического железа во влажном воздухе и в сильнокислой среде.

171. Какое покрытие металла называется анодным и какое катодным? Назовите несколько металлов, которые могут служить для анодного и катодного покрытия железа. Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов, происходящих при коррозии железа, покрытого медью во влажном воздухе и в сильнокислой среде.

172. Железное изделие покрыли кадмием. Какое это покрытие – анодное или катодное? Почему? Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов коррозии этого изделия при нарушении цельности покрытия во влажном воздухе и в соляной кислоте. Какие продукты коррозии образуются в первом и во втором случаях?

173. Железное изделие покрыли свинцом. Какое это покрытие — анодное или катодное? Почему? Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов коррозии этого изделия во влажном воздухе и в соляной кислоте. Какие продукты коррозии образуются в первом и во втором случаях?

174. Две железные пластинки, частично покрытые одна оловом, другая медью, находятся во влажном воздухе. На какой из этих пластинок быстрее обрадуется ржавчина? Почему? Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов коррозии этих пластинок. Каков состав продуктов коррозии?

175. В обычных условиях во влажном воздухе оцинкованное железо при нарушении цельности покрытия не ржавеет, тогда как при температуре выше 70°С оно покрывается ржавчиной. Чем это можно объяснить? Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов коррозии оцинкованного железа в первом и во втором случаях.

176. Как влияет рН среды на скорость атмосферной коррозии железа и цинка? Почему? Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов атмосферной коррозии этих металлов.

177. Если пластинку из чистого железа опустить в соляную кислоту, то выделение на ней водорода идет медленно и со временем почти прекращается. Однако, если цинковой палочкой прикоснуться к железной пластинке, то на последней начинается бурное выделение водорода. Почему? Какой металл при этом растворяется? Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов.

178. Цинковую и железную пластинки опустили в раствор сульфата меди. Составьте электронные и ионные уравнения реакций, происходящих на каждой из этих пластинок. Какие процессы будут происходить на пластинках, если наружные концы их соединить проводником?

179. В раствор электролита, содержащего растворенный кислород, опустили цинковую пластинку и цинковую пластинку, частично покрытую медью. В каком случае процесс коррозии происходит интенсивнее? Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов.

180. Железные бочки применяют для транспортировки концентрированной серной кислоты, но после освобождения от кислоты бочки часто совершенно разрушаются вследствие коррозии. Чем это можно объяснить? Что является анодом и что катодом? Составьте электронные уравнения соответствующих процессов.

181. Как протекает атмосферная коррозия железа, покрытого слоем никеля, если цельность никеля нарушена? Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов. Каков состав продуктов коррозии?

182. В чем сущность электрохимической теории коррозии металлов? Почему технический цинк взаимодействует с кислотой более интенсивно, чем химически чистый цинк?

183. Почему технические металлы подвергаются коррозии в большей степени, чем химически чистые металлы? Приведите примеры электрохимической защиты металлов от коррозии.

184. Приведите характеристику способов защиты металлов от коррозии, анодным покрытием; катодным покрытием; методом протекторов.

185. Железная пластинка, склепанная с медной, погружена в разбавленную H₂SО₄. На какой пластинке будет выделяться водород? Происходящие процессы изобразите электронными уравнениями.

Дата добавления: 2015-04-16 ; просмотров: 114 ; Нарушение авторских прав