ElChem
.pdfТаблица 2
Потенциалы водородного и кислородного электродов при различных условиях (t = 25 °C)
|
|
|
|
Парциальные давления |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Среда и кон- |
водорода |
|
|
|
кислорода |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5×10 |
–5 |
кПа = |
|
5×10 |
–5 |
кПа = |
|
+ |
101,325 кПа = 1 |
атм |
|
|
101,325 кПа = 1 атм |
|
||||
центрация Н |
|
= 5×10–7 атм |
= 5×10–7 атм |
|||||||
(стандартное) |
|
(стандартное) |
||||||||
|
|
(воздух) |
(воздух) |
|||||||
|
|
|
|
|
||||||
|
ϕ2Н+ / Н2 |
|
|
|
ϕО2 + 4Н+ / 2Н2О |
|
|
|||
кислая, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
[H+] = 1, |
0,000 |
|
|
+0,186 |
+1,229 |
+1,18 |
||||
pH = 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
нейтральная, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
[H+] = [OH– ] = |
–0,414 |
|
|
–0,228 |
+0,815 |
+0,805 |
||||
= 10–7 , pH = 7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
щелочная, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
[OH– ] = 1, |
–0,828 |
|
|
–0,641 |
+0,401 |
+0,391 |
||||
pH = 14 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 3
Стандартные электродные потенциалы некоторых окислительно-восстановительных и газовых электродов при t = 25 °C
Электродная система |
ϕ0, В |
||||
|
|
||||
S / S2– |
–0,51 |
||||
|
|
||||
Sn4+ / Sn2+ |
+0,15 |
||||
|
|
|
|
|
|
SO |
2− |
/ SO2 |
+0,17 |
||
4 |
|
||||
SO |
2− |
/ H2S |
+0,31 |
||
4 |
|
||||
|
|
2− |
/ S |
+0,36 |
|
SO4 |
|
||||
I2 / 2 I– |
+0,53 |
||||
|
|
||||
NO3− / NO2 |
+0,755 |
||||
Fe3+ / Fe2+ |
0,77 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
− |
|
|
+ |
0,87 |
NO3 |
/ NH4 |
||||
NO3− / NO |
+0,957 |
||||
Br2 / 2 Br– |
+1,065 |
||||
|
|
||||
NO3− / N2O |
+1,116 |
||||
NO3− / N2 |
+1,246 |
||||
Сr O2 − |
/ 2 Cr3+ |
+1,33 |
|||
2 |
7 |
|
|
|
|
Cl2 / 2 Cl– |
+1,36 |
||||
MnO |
4− / Mn2+ |
+1,51 |
|||
2 − |
|
|
2− |
+2,01 |
|
S2O8 |
|
/ 2 SO4 |
|||
F2 / 2 F– |
+2,87 |
||||
|
|
|
|
|
|
Таблица 4
Перенапряжение выделения водорода ηН2 и кислорода ηО2 на различных металлах при i = 10 А/м2
Металл |
ηН2 |
ηО2 |
Pb |
1,23 |
0,69 |
|
|
|
Hg |
1,07 |
– |
|
|
|
Cd |
1,05 |
0,90 |
|
|
|
Zn |
0,83 |
– |
|
|
|
Al |
0,70 |
– |
|
|
|
Sb |
0,67 |
– |
|
|
|
Ag |
0,65 |
0,50 |
|
|
|
Графит |
0,65 |
1,10 |
|
|
|
Sn |
0,63 |
– |
|
|
|
Mn |
0,50 |
– |
|
|
|
Bi |
0,48 |
– |
|
|
|
Металл |
ηН2 |
ηО2 |
|
Cu |
0,48 |
0,40 |
|
|
|
|
|
Ti |
0,40 |
– |
|
|
|
|
|
Fe |
0,36 |
0,30 |
|
|
|
|
|
Ni |
0,30 |
0,70 |
|
|
|
|
|
Co |
0,20 |
0,24 |
|
|
|
|
|
Pd |
0,15 |
0,94 |
|
|
|
|
|
W |
0,13 |
– |
|
|
|
|
|
Pt (гладкая) |
0,07 |
1,18 |
|
|
|
|
|
Au |
0,04 |
1,34 |
|
|
|
|
|
Pt |
0,00 |
0,70 |
|
(платинированная) |
|||
|
|
||
|
|
|
ОГЛАВЛЕНИЕ |
|
1. Окислительно-восстановительные реакции |
|
1.1. Общие понятия..................................................................................................... |
3 |
1.2. Задания для самостоятельного решения........................................................... |
4 |
2. Гальванические элементы |
|
2.1. Электродные потенциалы.................................................................................. |
11 |
2.2. Типы электродов ............................................................................................... |
12 |
2.3. Гальванические элементы. Явление поляризации |
|
2.3.1. Понятие о гальванических элементах (ГЭ) ............................................. |
13 |
2.3.2. Поляризация в гальванических элементах.............................................. |
14 |
2.4. Задачи для самостоятельного решения........................................................... |
15 |
3. Коррозия и защита металлов |
|
3.1. Радиационная коррозия.................................................................................... |
19 |
3.2. Биохимическая коррозия.................................................................................. |
19 |
3.3. Химическая коррозия........................................................................................ |
19 |
3.4. Электрохимическая коррозия .......................................................................... |
21 |
3.5. Методы защиты металлов от коррозии |
|
3.5.1. Рациональное конструирование ................................................................ |
23 |
3.5.2. Изоляция металла от окружающей коррозионной среды....................... |
23 |
3.5.3. Защита металлов от биокоррозии.............................................................. |
23 |
3.5.4. Обработка коррозионной среды................................................................ |
24 |
3.5.5. Легирование................................................................................................. |
24 |
3.5.6. Нанесение металлических покрытий........................................................ |
24 |
3.5.7. протекторная защита................................................................................... |
24 |
3.5.8. Катодная или анодная поляризация.......................................................... |
25 |
3.6. Задания для самостоятельного решения......................................................... |
25 |
4. Электролиз |
|
4.1. Общие положения............................................................................................. |
28 |
4.2. Поляризация при электролизе ......................................................................... |
29 |
4.3. Последовательность процессов окисления и восстановления частиц на |
|
электродах.......................................................................................................... |
30 |
4.4. Электролиз расплавов....................................................................................... |
30 |
4.5. Электролиз водных растворов......................................................................... |
31 |
4.6. Количественные соотношения при электролизе. Законы Фарадея ............ |
32 |
4.7. Задачи для самостоятельного решения........................................................... |
33 |
Библиографический список.......................................................................................... |
39 |
Приложение ................................................................................................................... |
40 |
Стандартные электродные потенциалы металлов
( СМеn+ = 1 моль/л, t = 25 °C)
Электродная сис- |
ϕ0, В |
тема |
|
|
|
Li+/Li |
–3,05 |
K+/K |
–2,92 |
|
|
Cs+/Cs |
–2,92 |
|
|
Ba2+/Ba |
–2,91 |
|
|
Ca2+/Ca |
–2,87 |
|
|
Na+/Na |
–2,71 |
|
|
Mg2+/Mg |
–2,36 |
|
|
Be2+/Be |
–1,85 |
|
|
Al3+/Al |
–1,66 |
|
|
Ti2+/Ti |
–1,63 |
|
|
Mn2+/Mn |
–1,18 |
|
|
Zn2+/Zn |
–0,76 |
|
|
Cr3+/Cr |
–0,74 |
|
|
Fe2+/Fe |
–0,44 |
|
|
Cd2+/Cd |
–0,40 |
|
|
Co2+/Co |
–0,28 |
|
|
Электродная сис- |
ϕ0, В |
|
тема |
|
|
|
|
|
Ni 2+/Ni |
–0,25 |
|
Sn |
2+/Sn |
–0,14 |
|
|
|
Pb |
2+/Pb |
–0,13 |
|
|
|
Fe 3+/Fe |
–0,04 |
|
|
|
|
2H +/H2 |
0,00 |
|
|
|
|
Sn |
4+/Sn |
+0,01 |
|
|
|
Bi |
3+/Bi |
+0,22 |
|
|
|
Cu |
2+/Cu |
+0,34 |
|
|
|
Cu +/Cu |
+0,52 |
|
|
|
|
Hg |
22+ /Hg |
+0,79 |
Ag +/Ag |
+0,80 |
|
|
|
|
Hg |
2+/Hg |
+0,85 |
|
|
|
Pd |
2+/Pd |
+0,99 |
|
|
|
Pt |
2+/Pt |
+1,19 |
|
|
|
Au |
3+/Au |
+1,50 |
|
|
|
Au +/Au |
+1,69 |
|
|
|
|
Потенциалы водородного и кислородного электродов при различных условиях (t = 25 °C)
|
|
|
|
Парциальные давления |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Среда и кон- |
водорода |
|
|
|
кислорода |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5×10 |
–5 |
кПа = |
|
5×10 |
–5 |
кПа = |
|
+ |
101,325 кПа = 1 |
атм |
|
|
101,325 кПа = 1 атм |
|
||||
центрация Н |
|
= 5×10–7 атм |
= 5×10–7 атм |
|||||||
(стандартное) |
|
(стандартное) |
||||||||
|
|
(воздух) |
(воздух) |
|||||||
|
|
|
|
|
||||||
|
ϕ2Н+ / Н2 |
|
|
|
ϕО2 + 4Н+ / 2Н2О |
|
|
|||
Кислая, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
[H+] = 1, |
0,000 |
|
|
+0,186 |
+1,229 |
+1,18 |
||||
pH = 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Нейтральная, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
[H+] = [OH– ] = |
–0,414 |
|
|
–0,228 |
+0,815 |
+0,805 |
||||
= 10–7 , pH = 7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Щелочная, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
[OH– ] = 1, |
–0,828 |
|
|
–0,641 |
+0,401 |
+0,391 |
||||
pH = 14 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 3
Стандартные электродные потенциалы некоторых окислительно-восстановительных и газовых электродов при t = 25 °C
Электродная система |
ϕ0, В |
||||
|
|
||||
S / S2– |
–0,51 |
||||
|
|
||||
Sn4+ / Sn2+ |
+0,15 |
||||
|
|
|
|
|
|
SO |
2− |
/ SO2 |
+0,17 |
||
4 |
|
||||
SO |
2− |
/ H2S |
+0,31 |
||
4 |
|
||||
|
|
2− |
/ S |
+0,36 |
|
SO4 |
|
||||
I2 / 2 I– |
+0,53 |
||||
|
|
||||
NO3− / NO2 |
+0,755 |
||||
Fe3+ / Fe2+ |
0,77 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
− |
|
|
+ |
0,87 |
NO3 |
/ NH4 |
||||
NO3− / NO |
+0,957 |
||||
Br2 / 2 Br– |
+1,065 |
||||
|
|
||||
NO3− / N2O |
+1,116 |
||||
NO3− / N2 |
+1,246 |
||||
Сr O2 − |
/ 2 Cr3+ |
+1,33 |
|||
2 |
7 |
|
|
|
|
Cl2 / 2 Cl– |
+1,36 |
||||
MnO |
4− / Mn2+ |
+1,51 |
|||
2 − |
|
|
2− |
+2,01 |
|
S2O8 |
|
/ 2 SO4 |
|||
F2 / 2 F– |
+2,87 |
||||
|
|
|
|
|
|
Перенапряжение выделения водорода ηН2 и кислорода ηО2 на различных металлах при i = 10 А/м2
Металл |
ηН2 |
ηО2 |
Pb |
1,23 |
0,69 |
|
|
|
Hg |
1,07 |
– |
|
|
|
Cd |
1,05 |
0,90 |
|
|
|
Zn |
0,83 |
– |
|
|
|
Al |
0,70 |
– |
|
|
|
Sb |
0,67 |
– |
|
|
|
Ag |
0,65 |
0,50 |
|
|
|
Графит |
0,65 |
1,10 |
|
|
|
Sn |
0,63 |
– |
|
|
|
Mn |
0,50 |
– |
|
|
|
Bi |
0,48 |
– |
|
|
|
Металл |
ηН2 |
ηО2 |
|
Cu |
0,48 |
0,40 |
|
|
|
|
|
Ti |
0,40 |
– |
|
|
|
|
|
Fe |
0,36 |
0,30 |
|
|
|
|
|
Ni |
0,30 |
0,70 |
|
|
|
|
|
Co |
0,20 |
0,24 |
|
|
|
|
|
Pd |
0,15 |
0,94 |
|
|
|
|
|
W |
0,13 |
– |
|
|
|
|
|
Pt (гладкая) |
0,07 |
1,18 |
|
|
|
|
|
Au |
0,04 |
1,34 |
|
|
|
|
|
Pt |
0,00 |
0,70 |
|
(платинированная) |
|||
|
|
||
|
|
|