- •Уфимский государственный нефтяной технический университет
- •1 Теоретические основы общей химии
- •Химическая кинетика и равновесие
- •Лабораторная работа
- •Контрольные вопросы
- •Гидролиз солей
- •Лабораторная работа
- •3.1 Окислительно-восстановительные
- •Лабораторная работа
- •Контрольные вопросы
- •1.4 Комплексные соединения
- •Лабораторная работа
- •Опыт 2. Получение гидроксокомплексов
- •Контрольные вопросы
- •1.5 Коррозия металлов
- •Лабораторная работа
- •Контрольные вопросы
- •2 Химия элементов
- •2.1 Подгруппа меДи
- •Лабораторная работа
- •Контрольные вопросы
- •2.2 Алюминий
- •Лабораторная работа
- •Контрольные вопросы
- •2.3 Азот
- •Лабораторная работа
- •Контрольные вопросы
- •2.4 Сера
- •Лабораторная работа
- •Контрольные вопросы
- •2.5 Галогены
- •Лабораторная работа
- •Контрольные вопросы
- •Список рекомендуемой литературы
- •Содержание
- •Редактор л.А. Матвеева
- •450062, Рб, г. Уфа, ул. Космонавтов,1.
Контрольные вопросы
1 Что такое комплексообразователь, лиганд, внутренняя и внешняя сфера комплексного соединения?
2 Как определяется степень окисления и координационное число комплексообразователя?
3 Как классифицируются комплексы по характеру заряда и природе лигандов?
4 Как составляются название комплексных соединений?
5 Даны комплексные соединения:
K2[ZnCl4], [Zn (OH2 )4]Cl2, K2[Zn(OH)4], [Ni (NH3)6]Cl2, [Pt(NH3)4Cl2] [Cr(NH3)3 (ОН2)3]Cl3, K3[FeF6].
а) отметьте внутреннюю и внешнюю сферу комплексных соединений, комплексообразователь и лиганды;
б) определите заряд комплексного иона, степень окисления и координационное число комплексообразователя;
в) какие из соединений содержат катионный комплекс, какие – анионный и какие комплексы электронейтральны;
г) приведите названия соединений.
6 Что характеризует константа нестойкости комплексного соединения? Напишите выражение константы нестойкости для комплексного соединения К4[Fe(СN)6]. Как можно сместить равновесие диссоциации комплексного иона в правую сторону? Каковы последствия этого смещения?
7 Какова природа химической связи во внутренней сфере комплексного соединения?
8 Как можно по числу свободных валентных орбиталей комплексообразователя определить его координационное число и возможный тип гибридизации валентных орбиталей?
1.5 Коррозия металлов
Коррозия, т.е. самопроизвольное разрушение металлов и сплавов в результате химического или электрохимического взаимодействия металлов со средой, относится к гетерогенным процессам. Различают газовую и электрохимическую коррозию. Газовая коррозия – коррозия металлов при высокой температуре газов. Важным фактором, определяющим скорость газовой коррозии (разрушение металла на единице поверхности в единицу времени), является сплошность образующихся пленок. При соотношении пленки сплошные, а при пленки могут быть сплошными и тормозить процесс коррозии.
Защита от газовой коррозии осуществляется легированием элементами, способствующими образованию пленок с высокими защитными свойствами, покрытиями и т.п.
При электрохимической коррозии на поверхности металлов и сплавов протекают одновременно два процесса: анодный – процесс окисления металлов:
Ме = Меn+ + ne-
и катодный – процесс восстановления ионов водорода:
2Н+ + 2е- = Н2
или восстановления молекул кислорода, растворенного в электролите:
О2 + 2Н2О + 4е- = 4ОН-
Ионы или молекулы, которые восстанавливаются при протекании катодного процесса, называются деполяризаторами. В зависимости от характера катодного процесса различают коррозию с водородной и кислородной деполяризацией.
Электрохимическая коррозия может протекать только в том случае, когда равновесный электродный потенциал катодной реакции больше равновесного электродного потенциала анодной реакции.
На технических сплавах катодный и анодный процессы могут протекать раздельно на разных участках поверхности. Участки с более отрицательным потенциалом называются анодными, на них протекает анодный процесс, а участки с более положительным потенциалом – катодными, на них протекают катодные процессы. Катодные и анодные участки образуют коррозионные гальванические элементы, работа которых во многих случаях определяет скорость и характер коррозии.
Возникновение коррозионных гальванических элементов в большинстве случаев объясняется структурной неоднородностью (гетерогенностью) сплавов. Так, например, в углеродистых сталях роль катодных участков выполняет карбид железа – цементит, а роль анодных участков – остальная поверхность стали. Коррозионные элементы образуются также при контакте металлов с различными потенциалами. В этих случаях металл с более отрицательным потенциалом разрушается (работает анодом), а на металле с более положительным потенциалом протекает катодный процесс.
Образующиеся при коррозии с кислородной деполяризацией трудно растворимые гидроксиды металлов уменьшают скорость коррозии. Изменение рН среды может приводить к растворению пленки гидроксидов, в результате чего скорость коррозии увеличивается. Так, например, при коррозии цинка образуется Zn(OH)2, который обладает амфотерными свойствами – растворяется в кислой и щелочной среде. Поэтому скорость коррозии цинка увеличивается как при уменьшении, так и при увеличении рН.
Для защиты от электрической коррозии применяются металлические и неметаллические покрытия, протекторная и катодная защита внешним током. Металлические покрытия в зависимости от соотношения электродных потенциалов покрытия и основного металла разделяются на анодные, когда потенциал покрытия более отрицательный, чем основного металла, и катодные, электродный потенциал которых более положительный.
При нарушении анодного покрытия, например, цинкового покрытия на стали, образуется пара Fe-Zn, в которой цинк работает анодом, а железо катодом и не разрушается. При нарушении катодного покрытия, например медного покрытия на стали, образуется пара Fe-Cu, в которой железо работает анодом и разрушается. Протекторная защита состоит в том, что к защищаемой детали, работающей в воде или почве, присоединяется металл с более отрицательным электродным потенциалом (протектор), в результате чего в паре железо-протектор железо работает катодом и не корродирует. При катодной защите внешним током защищаемая деталь присоединяется к катоду внешнего источника тока, а к аноду – дополнительный электрод. При этом защищаемая деталь работает катодом и не корродирует.