Автор статьи
Валерия
Эксперт по сдаче вступительных испытаний в ВУЗах
Опыт 1.Влияние примесей других металлов на скорость коррозии цинка.
В две пробирки налить по 3-5мл 2Н. раствора серной кислоты и в каждую опустить по кусочку цинка. В одну из них добавить одну-две капли концентрированного раствора CuSO4 , другую оставить для сравнения в качестве контрольной. Записать уравнения протекающих реакций, указать разницу в скоростях коррозии цинка. Объяснить наблюдаемые различия, учитывая значения величин перенапряжения восстановления водорода на цинке и меди.РЕШЕНИЕ:
Zn + H2SO4 -> ZnSO4 + H2 Zn — 2e -> Zn2+ — окисление 2H+ + 2e -> H2↑ — восстановление 2Zn + H2SO4 + CuSO4 -> 2ZnSO4 + H2 + CuВывод:
Опытным путём установлено, что перенапряжение на Zn больше, а потому при помощи CuSO4 усиливаются катодные/анодные свойства.Опыт 2. Влияние концентрации окислителя на скорость коррозии. Коррозия при неравномерной аэрации.
На железную пластину, очищенную наждачной бумагой, нанести при помощи пипетки каплю диаметром 1-1,5см. Для этого использовать 3%-ный раствор хлористого натрия, к которому добавлен фенолфталеин (индикатор на ионы ОН- ) и железосинеродистый калий К3[Fe(CN)6] – (индикатор на ионы Fe2+). Доступ кислорода через раствор к металлу происходит легче по переферии капли, чем в середине. Поэтому катодный процесс локализуется по периферии, а анодный – в середине капли. Зарисуйте распределение окраски в капле через 10-15 минут. Дать объяснение наблюдаемому явлению, записать уравнения анодного и катодного процессов.РЕШЕНИЕ:
Fe – 2e -> Fe2+ K3[Fe(CN)6] Fe2+ + K3[Fe(CN)6] -> Fe3[Fe(CN)6]2 + 3K+ Fe3[Fe(CN)6]2 – Берлинская лазурь (Турнбулева синь) Катодный процесс А А: Fe -2e -> Fe2+ К: 2H2O + O2 + 4e -> 4OH—Вывод:
В качестве вывода, мы наблюдаем катодный и анодный процессы, катодный по периферии и анодный в центре, так как доступ кислорода идёт с лёгкостью по периферии, по сравнению с тем, как в центре капли.Опыт 3 Вытеснение одними металлами других из растворов солей.
В три пробирки налить по 2-3мл 1н растворов следующих солей: 1. Pb(NO3)2, 2. CuSO4, 3. CuSO4. Опустить в растворы соответственно указанной нумерации кусочки или пластинки следующих металлов: 1. Zn, 2. Fe, 3. Zn. Отметить наблюдаемые изменения и написать в ионном виде уравнения реакций окисления и восстановления.РЕШЕНИЕ:
Отметить наблюдаемые изменения и написать в ионном виде уравнения реакций окисления и восстановления.- Pb(NO3)2 + Zn -> Pb + Zn(NO3)2
- CuSO4 + Fe2+ -> FeSO4 + Cu
- CuSO4 + Zn -> ZnSO4 + Cu
Вывод:
При наличии металла с большим отрицательным потенциалом происходит окислительно-восстановительный процесс, который способствует более активному протеканию реакции. Индивидуальные задания для выполнения лабораторной работы При каких значениях рН возможна коррозия Pb в кислой среде? Вариант2. Возможна ли коррозия (Zn, Sn) в кислой среде с растворенным кислородом при рН=6, если да, то написать уравнения анодного и катодного процессов. При каких значениях рН возможна коррозия Sn в кислой среде?Решение:
Найдём стандартный электродный потенциал олова (E0(Sn2+/Sn0=0.136 В). По уравнению Нернста определим равновесные потенциалы вероятных окислителей (H+ и O2) при 25 оС, p(H2) = 1, p(O2) = 0.21 E (H+/H2) = 0.059?pH = 0.059?6 = 0.354 В, E (О2/ОН) = 1.227 0.059?pH + 0.0147?lg0.21= 1.227 0.059?6 — 0.01 = 0.873 В. Рассчитаем ЭДС предполагаемых коррозионных микроэлементов: е1 = Ек(Н2) — Еа = 0.354 В — (0.136 В) = 0.218 В < 0 — коррозия с выделением водорода невозможна. е2 = Ек(О2) — Еа = 0.873 В — (0.136 В) = 1.009 В > 0 — коррозия с поглощением кислорода возможна. Таким образом, уравнения реакций анодного и катодного процессов выглядят следующим образом: (анод) Sn — 2e > Sn2+ (катод) 1/2 O2 + 2H+ + 2e > H2O. Для выяснения диапазона значений рН, при которых возможна коррозия с водородной деполяризацией, решим неравенство: е1 = Ек(Н2) — Еа > 0. После подстановки значений электродных потенциалов получим 0.059 ?pH — (0.136 В) > 0, Откуда следует, что при значениях рН < 0.136/0.059 = 2.26 идёт процесс с выделением водорода.
О сайте
Ссылка на первоисточник:
http://www.ippolitovka.ru/
Поделитесь в соцсетях: