Коррозия

[Quadash]

Никель-алюминиевый сплав помещен в 2%-ный раствор соляной кислоты объемом 100 мл. Через 30 мин объем выделившегося газа составил 0,448 л. Какое количество электричества прошло через внешнюю цепь возникающего коррозионного элемента? Насколько уменьшилась масса образца сплава? Запишите схему электродных процессов и условную схему коррозионного элемента.

[bacan]

1. Определим какой металл будет корродировать в никель-алюминиевом сплаве
Стандартные электродные потенциалы никеля и алюминия равны соответственно -0,24 В и -1,66 В.  Окисляться, т.е. подвергаться коррозии, будет алюминий. Алюминий имеет более электроотрицательный стандартный электродный потенциал (-1,66 В), чем никель (-0,24 В), поэтому он является анодом, никель – катодом.
Электродные процессы:
Анод         2|Al – 3электрона  = Al3+ 
Катод        3|2Н+ + 2электрона  = Н2
ионно-молекулярная формы процесса:
             3Al + 6H+ = 2Al3+  + 3H2↑
Так как ионы Al3+ с ионами Cl- образуют растворимую соль AlCl3, которая и будет продуктом коррозии:

         Al+ + 3Cl- = AlCl3         
Образуется хлорид алюминия и при этом выделяется газообразный водород. Происходит интенсивное разрушение алюминия.
Таким образом, при помещении никель-алюминиевого сплава будет корродировать алюминий.
2. Определим количество электричества прошедшего через внешнюю цепь возникающего коррозионного элемента
Для рассчета силы тока используем формулу:
I = (V . F)/(VЭ . t) = (0,448 * 96500)/(11,2 * 1800) = 2,14 A, где

V – объём выделившегося газа (0,448 л), л; VЭ – эквивалентный объём газа, л/моль; I – сила тока,  А;  t – время (30 60 = 1800), с; F – число Фарадея, 96500 Кл/моль.

Тогда

Q = I*t = 2,14 * 1800 = 3852 Кл, где

Q - количество электричества, I – сила тока, t – время.
3. Рассчитаем на сколько уменьшилась масса сплава
Рассчитаем массу корродировавшегося алюминия, используя ионно-молекулярную форму процесса коррозии: 3Al + 6H+ = 2Al3+  + 3H2↑.
Из ионно-молекулярнй формы процесса коррозии следует, что 3 моль алюминия выделяют 3 моль водорода, то n(H2) = n(Al).
Тогда
n(H2) = n(Al) = V(H2)/22,4 = 0,448/22,4 = 0,02 моль.
Отсюда
m(Al) = n(Al)*Ar(Al) = 0,02*27 = 0,54 г.
Таким образом, масса образца сплава уменьшилась на 0,54 г.

 

https://cutt.ly/Ce7YeKB