ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ

Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.

Отёска стен и прирубка косяков - Когда на доме не достаёт окон и дверей, красивое высокое крыльцо ещё только в воображении, приходится подниматься с улицы в дом по трапу.

Дифференциальные уравнения второго порядка (модель рынка с прогнозируемыми ценами) - В простых моделях рынка спрос и предложение обычно полагают зависящими только от текущей цены на товар.

Приклади розв’язання типових задач

1 23

Приклад 1.Як протікає корозія мангану, що знаходиться у контакті з міддю у кислім середовищі (HCl)? Складіть рівняння анодного та катодного процесів. Дайте схему утвореного при цьому гальванічного елемента.

Розв’язання. За величиною стандартного електродного потенціалу

φ = – 1,18 В , φ = 0,34 В знаходимо, що в утвореній гальванічній парі манган буде анодом, а мідь – катодом.

Анодний процес: – 2ē = .

Катодний процес: + 2ē = .

Схема гальванічного елемента:

Приклад 2. Визначте, які корозійні процеси протікають у нейтральному середовищі при ушкодженні срібного покриття, нанесеного на залізо.

Розв’язання. У місці ушкодження срібного покриття утворюється гальванічна пара срібло – залізо, у якій анодом буде залізо (φ = –0,44 В) а катодом – срібло (φ При цьому на аноді розчиняється залізо, а на катоді відновлюється кисень:

А(–) 2 – 4ē = 2

К(+) + 4ē =

2Fe + O₂ + 2H₂O = 2Fe(OH)₂.

Утворений нерозчинений гідроксид Fe(OH)₂ згодом окиснюється до Fe(OH)₃:

Приклад 3. При порушенні поверхневого шару мідного покриття на цинку протікає корозія внаслідок роботи гальванопари

За 35 с роботи гальванопари на катоді виділилося 0,07 л водню (н. у.).
Скільки грамів цинку розчинилося за цей час і яку силу струму дає ця гальванопара?

Розв’язання. Максимальна сила струму, яку може дати гальванічний елемент, визначається співвідношенням:

I = m F/M_e_к ,

де I – сила струму; m – маса розчиненого за секунду металу на аноді або речовини, що виділилася на катоді, г; F – стала Фарадея, Кл/моль; М_ек – молярна маса еквівалента металу, з якого виготовлено анод, або молярна маса еквівалента елемента, що виділився на катоді, г/моль.

За секунду на катоді виділяється 0,07 : 35 = 0,002 л водню.

Відомо, що ,

де – об’єм водню, що виділився за секунду на катоді, л; – молярний об’єм еквівалента водню, л/моль.

Гальванічний елемент дає струм

I = 0,002 × 96500/11,2 = 17,2 А.

Молярна маса еквівалента цинку дорівнює 32,7 г/моль. Визначаємо скільки цинку розчинилося за 35 с роботи гальванопари

Питання для самоперевірки

1. У чому суть хімічної та електрохімічної корозії металів?

2. Що таке воднева і киснева деполяризації?

3. Які фактори впливають на швидкість корозії?

4. Для яких металів може становити небезпеку лужне середовище?

5. Як здійснюється захист металів від корозії? Наведіть приклади електрохімічного захисту від корозії металів у промисловості.

6. Чим відрізняються анодні та катодні металеві покриття? Які процеси відбуваються при порушенні цих покриттів у кислому середовищі?

Контрольні завдання

15.1. Як відбувається атмосферна корозія лудженого й оцинкованого заліза при порушенні покриття? Складіть рівняння катодного та анодного процесів.

15.2. Мідь не витискує водень із розведених кислот. Чому? Однак, якщо до мідної пластинки, зануреної у розчин кислоти, доторкнутися цинковою, на міді почнеться бурхливе виділення водню. Поясніть це явище, склавши рівняння анодного й катодного процесів. Напишіть рівняння хімічної реакції, що протікає при цьому.

15.3. Залізний виріб покрили нікелем. Яке це покриття – анодне чи катодне? Чому? Складіть електродні рівняння анодного та катодного процесів корозії цього виробу при порушенні покриття у вологому повітрі й у хлоридній

кислоті. Які продукти корозії утворюються у першому і другому випадках?

15.4 Складіть електронні рівняння анодного й катодного процесів з кисневою та водневою деполяризацією при корозії пари металів магній-нікель. Які продукти корозії утворюються у першому і другому випадках?

15.5. Чому хімічно чисте залізо більш стійке до корозії, ніж технічне? Складіть електронні рівняння анодного й катодного процесів, які проходять при корозії технічного заліза у вологому повітрі й у кислому середовищі.

15.6. Залізний виріб покрили кадмієм. Яке це покриття – анодне чи катодне? Чому? Складіть електронні рівняння анодного й катодного процесів корозії цього виробу при порушенні покриття у вологому повітрі й хлоридній кислоті. Які продукти корозії утворюються в кожному випадку?

Вивчення матеріалу дозволить студентам мати чітке уявлення про процеси хімічної і електрохімічної корозії та використовувати ці знання у виборі методів захисту металів від корозії.

1 23