Какие микрогальванические пары работают при электрохимической коррозии стальной поверхности с включениями меди в атмосферных условиях (привести схему). Напишите процессы

Запишем стандартные электродные потенциалы:

E⁰(Fe²⁺/Fe) = –0,44 В

E⁰(Cu²⁺/Cu) = +0,34 В

В атмосферных условиях образуется микрогальваническая пара Fe/Cu. Кроме того, сталь содержит включения углерода, поэтому имеет место также микрогальваническая пара Fe/C.

Анодный процесс: Fe⁰ – 2e^– ® Fe²⁺

Катодный процесс: O₂ + 2H₂O – 4e^– ® 4OH^–

Схема процесса: 2Fe + 2H₂O + O₂ = 2Fe(OH)₂

На воздухе Fe(OH)₂ подвергается дальнейшему окислению:

4Fe(OH)₂ + O₂ + 2H₂O = 4Fe(OH)₃

Схема гальванического элемента:

(–) Fe | O₂, H₂O | Cu (+)

3. При пропускании H₂O(г) над раскалённым углём получается водяной газ (50% CO и 50% H₂). Какой объём газа можно получить (при н.у.), если в реакцию вступает 3 кг углерода? Что является восстановителем в процессе?

Уравнение реакции:

C(т) + H₂O(г) = CO(г) + H₂(г)

Найдем объем СО:

m(C) / M(C) = V(CO) / V_M(CO), где V_M(CO) – мольный объем CO (22,4 л/моль).

V(CO) = m(C) × V_M(CO) / M(C) = 3000 × 22,4 / 12,011 = 5594,9 л.

Общий объем CO + H₂ равен 5594,9 × 2 = 11189,8 л, что составляет 11,19 м³.

Восстановитель в этом процессе — углерод.

Экзаменационный билет №13

Ионное произведение воды. Водородный и гидроксильный показатель. Условие образования осадка, произведение растворимости.

На основании электронно-графических схем частиц объясните, какая частица обладает повышенной устойчивостью в природных соединениях железа

В природных соединениях железо присутствует в степенях окисления +2 и +3.

Электронно-графическая схема иона Fe²⁺:

	s	p	d
n=1	­¯
n=2	­¯	­¯	­¯	­¯
n=3	­¯	­¯	­¯	­¯	­¯	­	­	­	­
n=4

Электронно-графическая схема иона Fe³⁺:

	s	p	d
n=1	­¯
n=2	­¯	­¯	­¯	­¯
n=3	­¯	­¯	­¯	­¯	­	­	­	­	­
n=4

Электронная конфигурация иона Fe³⁺ более стабильна, поскольку все d-электроны расположены по одному в квантовой ячейке. Это энергетически более выгодно. Поэтому соединения железа (III) более устойчивы.

3. Какой из металлов: может быть использован при протекторной защите от коррозии стальных конструкций? Приведите процессы коррозии в атмосфере условиях

При протекторной защите стали образуется гальваническая пара, в которой протектор является анодом, а защищаемая конструкция (сталь) — катодом. При соединении проводником протектора и защищаемой конструкции протектор будет постепенно разрушаться и тем самым предохранять от коррозии сталь.

В качестве протектора может быть использован более активный металл (с меньшим значением стандартного окислительно-восстановительного потенциала).

E⁰(Fe²⁺/Fe) = –0,473 В

E⁰(Zn²⁺/Zn) = –0,763 В

E⁰(Pb²⁺/Pb) = –0,126 В

E⁰(Cu²⁺/Cu) = +0,345 В

Сравнивая значения потенциалов, делаем вывод о том, что в качестве протектора подойдёт цинк.

Экзаменационный билет №14

Дата добавления: 2015-10-30