2) Аg в 0,001 моль/л AgNo3.

Укажите виды поляризации этих электродов. Как поляризация отражается на работе гальванического элемента?

Вариант 13. 1. Вычислите потенциал электрода, на котором установилось равновесие

2Н₂О + 2 ē ↔ H₂↑+ 2OН^– при рН = 10, Р_H2 = 1 .Укажите тип электрода. Дайте его характеристику. В какую сторону сместится равновесие, если электрод будет работать в качестве катода? Как при этом изменятся значение равновесного потенциала?

2. Условная схема электрода – Cd²⁺|Cd. Укажите тип электрода. Дайте его характеристику. При каких условиях потенциал этого электрода имеет стандартное значение? Составьте схему элемента, с помощью которого можно измерить стандартный потенциал указанного электрода. Чему равна его ЭДС?

3. Сравните окислительную активность йодного электрода в стандартных условиях и при [J^–]=10^–2 моль/л. Составьте схему элемента из указанных электродов. Вычислите его ЭДС. Как называется такой элемент? Долго ли он будет работать?

4. Укажите химические реакции, которые могут быть использованы для организации гальванического элемента:

NaCl + AgNO₃ → AgCl + NaNO₃;

Pb(NO₃)₂ + 2NaI → PbI₂ + 2NaNO₃;

Cl₂ + 2NaI→2NaCl + I₂;

ZnO + 2HCl → ZnCl₂ + H₂O.

При использовании какой реакции ожидается максимальное значение ЭДС?

5. Составьте схему, напишите уравнения электродных процессов и токообразующей реакции, вычислите ЭДС элемента, составленного из электродов:

1) Pt в 1М K₂Cr₂O₇ и 1М Cr₂(SO₄)₃, pH=1;

2) Pt в 1М NaOH, Р_O2=1.

Укажите виды поляризации этих электродов. Как поляризация отражается на работе гальванического элемента?

2. Лабораторная работа по теме «Коррозия металлов и защита от коррозии»

Опыт 1. А) Образование гальванической пары (гальванического элемента) на поверхности металла.

Схема проведения опыта (рис.13).

В две пробирки налить одинаковое количество раствора H₂SO₄ концентрации 0,1 моль/л.

В одну пробирку опустить кусочек чистого цинка, в другую - медную проволоку. Убедиться, что выделение водорода на меди не происходит. Затем внести медную проволоку в пробирку с цинком так, чтобы ее конец прикасался к поверхности цинка. Наблюдать интенсивное выделение водорода на медной проволоке. Объяснить явление, составить схему работы гальванического элемента.

Б). Определение скорости коррозии цинка и цинко-медной пары металлов.

Прибор определения скорости коррозии металлов:

1 - бюретка для определения объема водорода; 2 - бюретка с минимальным уровнем окрашенной воды ; 3 - резиновая трубка, соединяющая реакционную колбу с бюреткой 1; 6 - затвор бюретки 4; 7 - реакционная колба; 8 - цинковая пластинка (в первой части опыта) и медно-цинковая пара (во второй части опыта ); 9 - раствор соляной кислоты.

Последовательность опыта.

Бюретки 1 и 2 заполняют подкрашенным раствором воды в объеме 30%, бюретка 4 заполняется раствором хлороводородной кислоты концентрации 5 моль/л. При подготовке бюретки к работе из нижней части стеклянного наконечника путем открывания краника или шарикового затвора в резиновой трубке вытесняют воздух и заполняют раствором кислоты. При этом уровень раствора устанавливают на нулевом делении по нижнему мениску (рис.15).

Рис. 15. Схема вытеснения воздуха:

1-бюретка с соляной кислотой; 2- раствор соляной кислоты; 3- шариковый клапан – затвор; 4- химический стакан.

После подготовки бюреток и прибора в реакционную колбу помещают пластинку цинка и присоединяют колбу с бюреткой. 4. Затем поднятием или опусканием бюретки 2 или 1 проверяют герметичность системы в целом. Убедившись в герметичности прибора, записывают первоначальный уровень раствора в бюретке 1. Затем в реакционную колбу вносят раствор кислоты в объеме 6 мм. В рабочем журнале записывают объем выделившегося водорода с интервалом 30 с. Форма записи показана в табл.9.Продолжительность эксперимента 3-5 минут.

Таблица 9.

Опыт	Показания бюретки	Время, мин., t	Объем выделив- шегося Н2, V	Скорость W=V/t

На основании полученных данных вычислите относительные скорости коррозии металла W(Zn)=V/t. По результатам вычисления постройте график, выражающий зависимость скорости реакции от времени. Время реакции откладывается по оси абсцисс, скорость – по оси ординат.

Аналогичный опыт выполняют на этом приборе с медно-алюминиевой пластиной. Результаты опыта записать так же, как в таблице 3.

По полученным данным, сравнивая их, определяем характер коррозии металла.

Опыт 2. Коррозия оцинкованного и луженого железа.

В две пробирки налейте по 5 мл воды и по 1 капле раствора Н₂SO₄ концентрации 2 моль/л и К₃[Fe(CN)₆]. В одну пробирку опустите полоску оцинкованного железа, в другую - луженого. Обнажение железа имеется на месте среза полосок. Через 5-10 мин. наблюдайте в одной из пробирок появление синего окрашивания. Объясните опыт. Составьте схемы работ гальванического элемента, учитывая, что кислая среда.

Опыт 3. Электрозащита металла от коррозии.

В U-образную трубку налить раствор NaCl концентрации 0,5 моль/л и добавить по 3-5 капель раствора К₃[Fe(CN)₆]. В один конец опустите железный стержень, соединенный с отрицательным полюсом источника постоянного электрического тока (катод) и в другой - угольный электрод, соединенный с положительным полюсом (анод). Наблюдайте и объясните результаты опыта.

ИНДИВИДУАЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ К САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЕ

Вариант 1.

1. Виды коррозии металлов.

2. Коррозия металла под каплей воды (точечная коррозия, переходящая в питтинг).

3. Скорость коррозии металлов. Единицы измерений скорости коррозии.

4. Сравните окислительную активность кислородного электрода в кислой и щелочной средах в нестандартных условиях. Вычислите ЭДС.

5. Способы защиты металлов от ЭХК.

6. Дайте обоснованную расчетом ЭХС ЭХК: а) оцинкованного железа, б) луженого железа в кислой среде. Целостность покрытия нарушена. Составьте электродные уравнения анодного и катодного процессов.

7. Железное изделие подвергается коррозии внешним потенциалом блуждающего тока (сила тока 10А, время действия тока - 1ч. 30 мин.) в кислой среде. Какая масса металла подвергается электрокоррозии и какое вещество выделяется при этом?

Вариант 2.

1. Химическая коррозия металлов.

2. Почвенная коррозия металлов.

3. Скорость коррозии различных металлов в зависимости от рН среды.

4. Сравните восстановительную активность железного электрода в щелочной и кислой средах в нестандартных условиях. Вычислите ЭДС.

5. Способы защиты металлов от химической коррозии.

6. Дайте обоснованную расчетом ЭХС ЭХК: а) оцинкованного железа, б) луженого железа в нейтральной среде. Целостность покрытия нарушена. Составьте электродные уравнения анодного и катодного процессов.

7. Железное изделие подвергается коррозии внешним потенциалом блуждающего тока (сила тока 10А, время действия тока 1ч 30 мин) в кислой среде. Какая масса металла подвергается коррозии и какое вещество выделяется при этом?

Вариант 3.

1. Электрохимическая коррозия металлов.

2. Факторы, влияющие на механизм низкотемпературной коррозии металлов.

3. Скорость коррозии металлов в зависимости от температуры: а) в окисляющей среде; б) в воде за счет кислорода воздуха.

4. Сравните восстановительную активность железного электрода в щелочной и нейтральной средах в нестандартных условиях. Вычислите ЭДС.

5. Изолирующие пленки на металлах от высокотемпературной коррозии.

6. Дайте обоснованную расчетом ЭХС ЭХК: а) оцинкованного железа, б) луженого железа в щелочной среде. Целостность покрытия нарушена. Составьте электродные уравнения анодного и катодного процессов.

7. Железное изделие подвергается коррозии внешним потенциалом блуждающего тока (сила тока 10А, время действия тока 1ч 30 мин) в кислой среде. Какая масса металла подвергается электрокоррозии и какое вещество выделяется при этом?

Вариант 4.

1. Чем отличается электрохимическая коррозия от химической?

2. Виды коррозионных разрушений.

3. Сравните окислительную способность кислородного электрода в стандартных условиях (в кислой среде) и в нейтральной среде при Р_Н2=5^.10^-7 Па. Вычислите ЭДС.

4. Сравните восстановительную активность железного электрода в нейтральной и кислой средах в нестандартных условиях. Вычислите ЭДС.

5. Изолирующие пленки на металлах от низкотемпературной коррозии.

6. Дайте обоснованную расчетом ЭХС ЭХК: а) биметалла (железо-медь), б) пары металлов олово-свинец в щелочной среде. Целостность покрытия нарушена. Составьте электродные уравнения анодного и катодного процессов.

7. Железное изделие подвергается коррозии внешним потенциалом блуждающего тока (сила тока 10А, время действия тока 1ч 30 мин) в кислой среде. Какая масса металла подвергается электрокоррозии и какое вещество выделяется при этом?

Вариант 5.

1. В чем сущность теории локальных элементов?

2. Транскристаллическая коррозия металлов.

3. Сравните окислительную способность кислородного электрода в нестандартных условиях (в кислой среде) и в щелочной среде при Р_О2=5^.10^-7 Па. Вычислите ЭДС.

4. Сравните восстановительную активность цинкового электрода в щелочной и кислой средах в нестандартных условиях. Вычислите ЭДС.

5. Неорганические и металлические защитные слои от ЭХК.

6. Дайте обоснованную расчетом ЭХС ЭХК: а) биметалла (железо-медь), б) пары металлов олово-свинец в кислой среде. Целостность покрытия нарушена. Составьте электродные уравнения анодного и катодного процессов.

7. Железное изделие подвергается коррозии внешним потенциалом блуждающего тока (сила тока 10А, время действия тока 1ч 30 мин) в кислой среде. Какая масса металла подвергается электрокоррозии и какое вещество выделяется при этом?

Вариант 6.

1. Объясните механизм электрохимической коррозии металлов.

2. Интеркристаллическая коррозия металлов.

3. Сравните окислительную способность водородного электрода в стандартных условиях (в кислой среде) и в щелочной среде при Р_Н2=5^.10^-7 Па. Вычислите ЭДС.

4. Сравните восстановительную активность цинкового электрода в щелочной и нейтральной средах в нестандартных условиях. Вычислите ЭДС.

5. Способы нанесения металлических защитных покрытий от ЭХК.

6. Дайте обоснованную расчетом ЭХС ЭХК: а) биметалла (железо-медь), б) пары металлов олово-свинец в нейтральной среде. Целостность покрытия нарушена. Составьте электродные уравнения анодного и катодного процессов.

7. Железное изделие подвергается коррозии внешним потенциалом блуждающего тока (сила тока 10А, время действия тока 1ч 30 мин) в кислой среде. Какая масса металла подвергается коррозии и какое вещество выделяется при этом?

Вариант 7.

1. Какие процессы протекают при электрохимической коррозии металлов?

2. Что такое селективная коррозия металлов?

3. Сравните окислительную способность водородного электрода в стандартных условиях (в кислой среде) и в нейтральной среде при Р_Н2=5^.10^-7 Па. Вычислите ЭДС.

4. Сравните восстановительную активность цинкового электрода в нейтральной и кислой средах в нестандартных условиях. Вычислите ЭДС.

5. Способы защиты металлов от коррозии внешним потенциалом.

6. Дайте обоснованную расчетом ЭХС ЭХК пары металлов: а) олово-железо, б) свинец-железо в нейтральной среде. Целостность покрытия нарушена. Составьте электродные уравнения анодного и катодного процессов.

7. Железное изделие подвергается коррозии внешним потенциалом блуждающего тока (сила тока 10А, время действия тока 1ч 30 мин) в кислой среде. Какая масса металла подвергается коррозии и какое вещество выделяется при этом?

Вариант 8.

1. Виды коррозионных разрушений.

2. Что такое питтинговая коррозия?

3. Сравните окислительно-восстановительную способность водородного электрода в стандартных условиях в нейтральной среде при Р_Н2=5^.10^-7 Па. Вычислите ЭДС.

4. Сравните восстановительную активность железного электрода в щелочной и нейтральной средах в нестандартных условиях. Вычислите ЭДС.

5. Сущность метода протекторной защиты металлов от ЭХК.

6. Дайте обоснованную расчетом ЭХС ЭХК пары металлов: а) олово-железо, б) свинец-железо в щелочной среде. Целостность покрытия нарушена. Составьте электродные уравнения анодного и катодного процессов.

7. Железное изделие подвергается коррозии внешним потенциалом блуждающего тока (сила тока 10А, время действия тока 1ч 30 мин) в кислой среде. Какая масса металла подвергается ЭХК и какое вещество выделяется при этом?

Вариант 9.

1. Типы коррозионных процессов.

2. Что такое равномерная и местная коррозия металлов?

3. Сравните окислительно-восстановительную способность водородного электрода в нестандартных условиях (нейтральная среда) и в кислой среде при Р_Н2=5^.10^-7 Па. Вычислите ЭДС.

4. Сравните восстановительную активность железного электрода в нейтральной и кислой средах в нестандартных условиях. Вычислите ЭДС.

5. Сущность метода защиты металлов от коррозии внешним потенциалом.

6. Дайте обоснованную расчетом ЭХС ЭХК пары металлов а) олово-железо, б) свинец-железо в кислой среде. Целостность покрытия нарушена. Составьте электродные уравнения анодного и катодного процессов.

7. Железное изделие подвергается коррозии внешним потенциалом блуждающего тока (сила тока 10А, время действия тока 1ч 30 мин) в кислой среде. Какая масса металла подвергается ЭХК и какое вещество выделяется при этом?

Вариант 10.

1. Характер изменения состава металла в результате газовой коррозии (Fe + O₂; CO₂; H₂O_пар).

2. Химическая стойкость металлов.

3. Сравните окислительную способность водородного электрода в стандартных условиях (нейтральная среда) и в щелочной среде при Р_Н2=5^.10^-7 Па. Вычислите ЭДС.

4. Сравните окислительно-восстановительную способность железного и медного электродов в кислой среде в нестандартных условиях. Вычислите ЭДС.

5. Сущность метода защиты металлов от коррозии путем анодного и катодного покрытий.

6. Дайте обоснованную расчетом ЭХС ЭХК пары металлов а) олово-медь, б) свинец-медь в кислой среде. Целостность покрытия нарушена. Составьте электродные уравнения анодного и катодного процессов.

7. Железное изделие подвергается коррозии внешним потенциалом блуждающего тока (сила тока 10А, время действия тока 1ч 30 мин) в кислой среде. Какая масса металла подвергается ЭХК и какое вещество выделяется при этом?

Вариант 11.

1. Случаи возникновения коррозионных гальванических пар.

2. Рациональность конструкций и коррозионная устойчивость.

3. Сравните окислительно-восстановительную способность водородного электрода в стандартных условиях (среда кислая) и в кислой среде при Р_Н2=5^.10^-7 Па. Вычислите ЭДС.

4. Сравните окислительно-восстановительную активность железного и цинкового электродов в нейтральной среде в нестандартных условиях. Вычислите ЭДС.

5. Сущность придания металлам химической стойкости против коррозии.

6. Дайте обоснованную расчетом ЭХС ЭХК пары металлов а) олово-медь, б) свинец-медь в щелочной среде. Целостность покрытия нарушена. Составьте электродные уравнения анодного и катодного процессов.

7. Железное изделие подвергается коррозии внешним потенциалом блуждающего тока (сила тока 10А, время действия тока 1ч 30 мин) в кислой среде. Какая масса металла подвергается ЭХК и какое вещество выделяется при этом?

Вариант 12.

1. Коррозия металлов, возникающая при действии внешней разности потенциалов.

2. Комплекс мероприятий по увеличению работоспособности и надежности машин и конструкций.

3. Сравните окислительно-восстановительную способность кислородного электрода в стандартных условиях (в щелочной среде) и нейтральной среде при Р_О2=5^.10^-7 Па. Вычислите ЭДС.

4. Сравните окислительно-восстановительную активность железного и цинкового электродов в нейтральной среде в нестандартных условиях. Вычислите ЭДС.

5. Температуроустойчивые неорганические покрытия на металлах.

6. Дайте обоснованную расчетом ЭХС ЭХК пары металлов: а) олово-медь, б) свинец-медь в нейтральной среде. Целостность покрытия нарушена. Составьте электродные уравнения анодного и катодного процессов.

7. Железное изделие подвергается коррозии внешним потенциалом блуждающего тока (сила тока 10А, время действия тока 1ч 30 мин) в кислой среде. Какая масса металла подвергается электрокоррозии и какое вещество выделяется при этом?