2. Составьте электрическую схему, напишите уравнения электродных процессов и суммарной реакции гальванического элемента, электродами которого являются Ni и Fe , погруженные в растворы солей этих металлов. Рассчитайте ЭДС элемента при стандартных условиях. Изменится ли ЭДС элемента, если концентрации ионов металлов в растворах будут следующие: [Ni2+] = 10-2 моль\л, [Fe2+] = 10-1 моль\л.
A (–) Fe\Fe2+ Ni2+\Ni (+) К
Катодная реакция
Ni2+ + 2e = Ni
Анодная реакция
Fe = Fe2+ + 2e
ЭДС = Екатода – Еанода = -0,25 – (-0,44) = 0,19В
При данных концентрациях ЭДС изменится
Екатода = Е0Ni + 0,059\2lg0,01 = -0,25 – 0,059 = -0,309B
Еанода = Е0Fe + 0,059\2lg0,1 = -0,44 – 0,0295 = -0,4695
ЭДС = -0,309 – (-0,4695) = 0,1605В
4. Подберите анодное и катодное покрытие для пластинки из меди. Сплошность покрытия нарушена. Пластинки опущены а) в кислый раствор б) в воду, содержащую растворенный кислород. Составьте электрохимические схемы. Напишите уравнения электродных процессов и суммарные реакции.
Рассмотрим коррозию медной пластинки(анодное покрытие), покрытой железом при нарушении сплошности покрытия во влажной хлористоводородной атмосфере В кислой среде электрохимическая коррозия протекает с водородной деполяризацией. Имеется в виду атмосфера с примесью газообразного HCl.. В этом случае железо будет анодом (E= –0,44В), а медь – катодом (E=+0,34В). На анодном участке будет происходить процесс окисления железа, а на катодном – процесс деполяризации ионами водорода, которые присутствуют в электролите:
А: Fe – 2e → Fe2+ – окисление
К: 2 H+ + 2e → H2¬ – восстановление
Схема возникающего короткозамкнутого гальванического элемента выглядит следующим образом:
A (–) Fe HCl Cu (+) К
Суммарная реакция: Fe + 2HCl → FeCl2 + H2
В нейтральной среде коррозия протекает с кислородной деполяризацией, т.е. роль деполяризатора выполняет кислород, растворенный в воде. Этот вид коррозии наиболее широко распространен в природе: он наблюдается при коррозии металлов в воде, почве и в незагрязненной промышленными газами атмосфере. Если коррозии во влажном воздухе подвергается медь, покрытая железом, то электродные процессы можно записать в виде:
(А) Fe – 2e → Fe2+ – окисление
(К) 2 H2O + O2 + 4e → 4 OH– – восстановление
Схема короткозамкнутого гальванического элемента:
А (–) Fe H2O, O2 Cu (+) К
Суммарная реакция: 2Fe + O2 + 2H2O → 2Fe(OH)2
Теперь те же процессы при катодном покрытии(если медь покрыта серебром)
Тогда анодом будет медь, а катодом серебро
В кислой среде
А: Cu – 2e → Cu2+ – окисление
К: 2 H+ + 2e → H2¬ – восстановление
A (–) Cu HCl Ag (+) К
Суммарная реакция: Cu + 2HCl → CuCl2 + H2
В воде, содержащей кислород
(А) Cu – 2e → Cu2+ – окисление
(К) 2 H2O + O2 + 4e → 4 OH– – восстановление
А (–) Cu H2O, O2 Ag (+) К
2Cu + O2 + 2H2O → 2Cu(OH)2
5. Напишите уравнения реакций, происходящих на электродах и суммарные реакции при электролизе расплава и раствора K2S с инертными электродами. Рассчитайте массу веществ, выделившихся на катоде при прохождении тока 26,8 А в течение 10 часов.
При высоких температурах расплав соли диссоциирует на ионы:
K2S = 2K+ + S2-
восстановление, происходящее на катоде:
K+ + 1e = K0
окисление, происходящее на аноде:
S2- -2e = S0
Bесь процесс можно представить следующим образом:
K2S = 2K + S
mK = Э*I*t\F = 39*26,8*36000\96500 = 390г
При электролизе раствора на катоде:
2Н2О + 2е = Н2 + 2ОН-
На аноде:
S2- -2e = S0
Суммарная реакция:
K2S + 2 Н2О = Н2 + S + 2КОН
mH2 = Э*I*t\F = 1*26,8*36000\96500 = 10г
6. Напишите уравнения реакций, происходящих на электродах и суммарные реакции при электролизе растворов солей NiSO4 и Zn(NO3)2. Электроды а) инертные б) растворимый анод
a) раствор NiSO4
На катоде: Ni2+ + 2e = Ni0
На аноде: 2H2O - 4e → O2↑ + 4H+
Суммарная реакция: 2NiSO4 + 2H2O = 2Ni + O2 + 2H2SO4
Раствор Zn(NO3)2.
На катоде: Zn2+ + 2e = Zn0
На аноде: 2H2O - 4e → O2↑ + 4H+
Суммарная реакция: 2Zn(NO3)2+ 2H2O = 2Zn + O2 + 4HNO3
б) раствор NiSO4
K: Ni2+ + 2e → Ni0
A: Ni0 - 2e → Ni2+
Суммарная реакция: NiSO4 + Ni0 → Ni0 + NiSO4
раствор Zn(NO3)2
K: Zn2+ + 2e → Zn0
A: Zn0 - 2e → Zn2+
Суммарная реакция: Zn(NO3)2 + Zn0 → Zn0 + Zn(NO3)2
Пожалуйста, кому не сложно, проверьте - я нигде не напартачил?? Все верно??
