УРОВЕНЬ А
КОРРОЗИЯ МЕТАЛЛОВ.
ГАЛЬВАНИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ
1. а) Алюминиевый электрод погружен в 5∙10-4М раствор сульфата алюминия. Вычислить значение потенциала алюминиевого электрода.
РЕШЕНИЕ:
Электродный потенциал алюминия рассчитываем по уравнению Нернста:
![]() ![]() ![]() |
По таблице 11.1 определяем стандартный электродный потенциал алюминия
= -1,67В.
Записываем уравнение электродного процесса, протекающего на поверхности алюминиевого электрода в растворе соли:
Al - 3ē = Al3+
n – число электронов, участвующих в электродном процессе.
Для данной реакции n равно заряду иона алюминия Al3+(n=3).
Рассчитываем концентрацию ионов алюминия в растворе Al2(SO4)3:
=
∙α∙
Разбавленный раствор Al2(SO4)3 – сильный электролит.
Следовательно, α = 1. По уравнению диссоциации Al2(SO4)3:
Al2(SO4)3 = 2Al3+ + 3SO
число ионов Al3+, образующихся при диссоциации одной молекулы Al2(SO4)3 равно 2.
Следовательно, =2
Тогда = 5∙10-4∙1∙2 =
моль/л.
Рассчитываем электродный потенциал алюминиевого электрода:
= -1,67 +
= -1,73В.
Ответ: = -1,73В.
б) Потенциал цинкового электрода, погруженного в раствор своей соли, равен (-0,75В). Вычислить концентрацию ионов цинка в растворе.
![]() | РЕШЕНИЕ:
Электродный потенциал цинка определяется по уравнению Нернста:
![]() ![]() ![]() |
Откуда: =
.
По таблице 11.1 определяем стандартный электродный потенциал цинка
= -0,76В, n – равно заряду иона цинка Zn2+ (n=2).
Тогда: =
= 0,338
= 100,338 моль/л. = 2,18 моль/л.
Ответ: = 2,18 моль/л.
2. Составить две схемы гальванических элементов (ГЭ), в одной из которых олово служило бы анодом, в другой – катодом. Для одной из них написать уравнения электродных процессов и суммарной токообразующей реакции. Вычислить значение стандартного напряжения ГЭ.
РЕШЕНИЕ:
В гальваническом элементе анодом является более активный металл с меньшим алгебраическим значением электродного потенциала, катодом – менее активный металл с большим алгебраическим значением электродного потенциала.
По таблице 11.1 находим = -0,14В.
а) Олово является анодом ГЭ.
В качестве катода можно выбрать любой металл с
>
Выбираем, например, медь = + 0,34В. В паре Sn- Cu – олово будет являться анодом ГЭ, медь – катодом. Составляем схему ГЭ:
А(-) Sn │ Sn2+ ││ Cu2+ │ Cu(+)K
или
А(-) Sn │ SnSO4 ││ CuSO4 │ Cu(+)K
Уравнения электродных процессов:
НОК ДМ
На A(-) Sn – 2ē = Sn2+ 1 - окисление
На К(+) Cu2+ + 2ē = Cu 1 - восстановление
Sn + Cu2+ = Sn2+ + Cu – суммарное ионно-моленкулярное уравнение токообразующей реакции
Sn + CuSO4 = SnSO4 + Cu – суммарное молекулярное уравнение токообразующей реакции;
Рассчитываем стандартное напряжение ГЭ:
=
-
= + 0,34-(-0,14) = 0,48В
б) Олово является катодом ГЭ.
В качестве анода ГЭ можно выбрать любой металл с
<
, кроме щелочных и щелочноземельных металлов, так как они реагируют с водой.
Выбираем, например, магний = -2,37В.
В паре Mg-Sn – магний является анодом, олово – катодом.
Составляем схему ГЭ:
А(-) Mg │ Mg2+ ││ Sn2+ │ Sn(+)K
или
А(-) Mg │ MgSO4 ││ SnSO4 │ Sn(+)K
3. Составить схему коррозионного гальванического элемента, возникающего при контакте железа с цинком в:
а) атмосферных условиях (Н2О + О2);
б) кислой среде (Н2SO4);
в) кислой среде в присутствии кислорода (HCl + O2).