- •Домашнее задание №3
- •Растворы электролитов Примеры решения задач
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Гальванические элементы. Электролиз. Примеры решения задач
- •Задачи для самостоятельного решения
- •Коррозия металлов. Защита металлов от коррозии. Примеры решения задач
- •Задачи для самостоятельного решения
Задачи для самостоятельного решения
Задачи 1001–1010. Определите термодинамическую возможность окисления металла М кислородом при стандартных условиях. Рассчитайте значение парциального давления кислорода, ниже которого невозможно окисление данного металла. Приведите уравнение соответствующей реакции.
№ |
Металл M |
Продукт окисления |
№ |
Металл М |
Продукт окисления |
1001 |
Ni |
NiO |
1006 |
Mg |
MgO |
1002 |
Fe |
Fe2O3 |
1007 |
Со |
СоО |
1003 |
Ag |
Ag2O |
1008 |
Al |
Al2O3 |
1004 |
Cu |
CuO |
1009 |
Sn |
SnO |
1005 |
Cr |
Cr2O3 |
1010 |
Pb |
PbO |
Задачи 1011–1022. Расчетами стандартных ЭДС Е° коррозионного элемента и энергии Гиббса ΔrG0298 коррозионного процесса подтвердите возможность электрохимической коррозии при Т = 298 К изделия из данного металла в аэрированном растворе с указанными значениями рН и активности ионов металла аMZ+.
№ |
Металл |
рН |
аMZ+·104, моль/л |
№ |
Металл |
рН |
аMZ+·104, моль/л |
1011 |
Mg |
6,0 |
15 |
1017 |
Sn |
7,0 |
5 |
1012 |
Zn |
8,0 |
62 |
1018 |
Pb |
6,0 |
77 |
1013 |
Ag |
3,0 |
8 |
1019 |
Cu |
3,0 |
3 |
1014 |
Fe |
4,0 |
13 |
1020 |
Cd |
5,0 |
25 |
1015 |
Al |
8,0 |
6 |
1021 |
Co |
5,0 |
38 |
1016 |
Ni |
6,0 |
46 |
1022 |
Mn |
6,0 |
92 |
Задачи 1023–1034. Контактирующие изделия, изготовленные из двух различных металлов (М1 и М2), находятся при 298 К в аэрированном растворе с указанными значениями рН и активности ионов коррозирующего металла аMZ+. Напишите уравнения электродных процессов и суммарной реакции, происходящих при данном виде электрохимической коррозии. Рассчитайте ЭДС Е коррозионного элемента и энергии Гиббса ΔrG0298 коррозионного процесса.
№ |
М1 |
М2 |
рН |
аMZ+·104, моль/л |
№ |
М1 |
М2 |
рН |
аMZ+·104, моль/л |
1023 |
Al |
Fe |
8,0 |
46 |
1029 |
Ag |
Ni |
5,0 |
13 |
1024 |
Zn |
Cd |
9,0 |
5 |
1030 |
Pb |
Al |
7,0 |
6 |
1025 |
Fe |
Zn |
6,0 |
77 |
1031 |
Fe |
Pb |
7,0 |
8 |
1026 |
Sn |
Mg |
7,0 |
3 |
1032 |
Cd |
Mg |
5,0 |
12 |
1027 |
Ni |
Ag |
5,0 |
25 |
1033 |
Cu |
Ag |
4,0 |
7 |
1028 |
Cu |
Sn |
4,0 |
8 |
1034 |
Sn |
Zn |
9,0 |
25 |
Задачи 1035–1040. В результате атмосферной коррозии изделия из указанного металла образовалось m грамм его гидроксида M(OH)2. Напишите уравнения электродных процессов и суммарной реакции данного вида коррозии. Вычислите массу прокорродировавшего металла и объем поглощенного при этом газа при н.у.
№ |
Металл |
m (M(OH)2), г |
№ |
Металл |
m (M(OH)2), г |
1035 |
Sn |
0,018 |
1038 |
Fe |
0,125 |
1036 |
Pb |
0,112 |
1039 |
Zn |
0,262 |
1037 |
Cd |
0,241 |
1040 |
Mn |
0,304 |
Задачи 1041–1048. Расчетами стандартных энергии Гиббса ΔrG0298 и ЭДС Е° подтвердите возможность коррозии металла, описываемой указанным уравнением. Приведите уравнения соответствующих электродных процессов.
№ |
Уравнение процесса |
№ |
Уравнение процесса |
1041 |
4Ag(т) + 2CO2 (г) + O2 (г) = 2Ag2CO3 (т) |
1045 |
2Fe(т) + O2 (г) + 2H2O(ж) = 2Fe(OH)2 (т) |
1042 |
Cu(т) + 2FeCl3(р) = 2FeCl2(р) + CuCl2(р) |
1046 |
2Zn(т) + O2 (г) + CO2 (г) = 2ZnCO3 (т) |
1043 |
2Cu(т) + CO2 (г) + O2 (г) + H2O(ж) = Cu2(OH)2CO3 (т) |
1047 |
2Fe(т) + 2H2O(ж) + O2 (г) + 4CO2 (г) = 2Fe(HCO3)2 (р) |
1044 |
2Pb(т) + O2 (г) + CO2 (г) = 2PbCO3 (г) |
1048 |
2FeCl3 (р) + Fe(т) = 3FeCl2 (р) |
Задачи 1049–1057. Уравнениями опишите электродные процессы и суммарную реакцию, протекающую при коррозии: а) влажной атмосферной; б) в кислотной деаэрированной среде железного изделия с указанным покрытием, в случае нарушении целостности последнего. К какому виду (анодное, катодное) относится данное покрытие и каков механизм его защитного действия?
№ |
1049 |
1050 |
1051 |
1052 |
1053 |
1054 |
1055 |
1056 |
1057 |
Металл покрытия |
Sn |
Zn |
Mg |
Ag |
Pb |
Ni |
Cd |
Cu |
Au |
Задачи 1058–1065. Какой металл коррозионной пары М1−М2 является протектором? Напишите уравнения электродных процессов и суммарной реакции электрохимической коррозии указанной пары для случаев аэрированной и деаэрированной сред с указанным значением рН.
№ |
Коррозионная пара М1−М2 |
рН |
№ |
Коррозионная пара М1−М2 |
рН |
1058 |
Cu−Fe |
6,0 |
1062 |
Ag−Cu |
4,0 |
1059 |
Ni−Sn |
9,0 |
1063 |
Sn−Fe |
6,0 |
1060 |
Zn−Ag |
8,0 |
1064 |
Mg−Ni |
5,0 |
1061 |
Co−Pb |
5,0 |
1065 |
Fe−Zn |
8,0 |
Задачи 1066–1075. Определите вид (анодное, катодное) и механизм защитного действия (механический, электрохимический) металлического покрытия П на металлическом изделии М. Приведите уравнения электродных процессов влажной атмосферной коррозии (рН = 7) изделия с данным покрытием и рассчитайте значение ЭДС коррозионного элемента при Т = 298 К, если активность ионов корродирующего металла a.
№ |
Изделие М |
Покрытие П |
a, моль/л |
№ |
Изделие М |
Покрытие П |
a, моль/л |
1066 |
Al |
Zn |
10−5 |
1071 |
Ni |
Cd |
10−7 |
1067 |
Zn |
Ni |
10−6 |
1072 |
Sn |
Cu |
10−5 |
1068 |
Cr |
Mg |
10−7 |
1073 |
Cu |
Zn |
10−6 |
1069 |
Fe |
Sn |
10−5 |
1074 |
Co |
Pb |
10−5 |
1070 |
Cd |
Ag |
10−6 |
1075 |
Fe |
Zn |
10−4 |
Задачи 1076–1084. Приведите металл, который можно использовать в качестве материала покрытия анодного и катодного типов для металлического изделия М. Уравнениями опишите возможные электродные процессы электрохимической коррозии изделий с этими покрытиями в случае нарушении целостности последних, если они попадают в среду: а) кислотную аэрированную; б) нейтральную аэрированную.
№ |
1076 |
1077 |
1078 |
1079 |
1080 |
1081 |
1082 |
1083 |
1084 |
Металл изделия М |
Fe |
Ni |
Sn |
Pb |
Cu |
Cd |
Ag |
Co |
Zn |