Задача 3.
В вариантах 8 - 30: Используя данные таблицы 7:
В вариантах 24- 31
Определите возможность коррозии металла …(ст. 3) в условиях … (ст. 8), приведите необходимые расчеты и напишите уравнения соответствующих процессов.
Определите тип защитного металлического покрытия (катодное или анодное), если металл покрыт … (ст. 5).
Составьте уравнения катодных и анодных процессов, протекающих при нарушении целостности защитного покрытия в данных условиях коррозии.
На основании расчетов определите, может ли служить протектором металл … (ст. 6) при защите заданного металла от коррозии в рассматриваемых условиях. В случае положительного ответа, напишите уравнения протекающих при защите процессов.
Таблица 7
№ п/п |
Металлы |
Условия коррозии при 298 К |
||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
|
28 |
Cd |
Mn |
Ni |
Zn |
Ni |
Al |
Атмосфера влажного воздуха |
Раствор HNO3 с рН=5,0 |
Запишем стандартный электродный потенциал никеля :
Рассчитаем потенциал восстановления ионов водорода с кислой среде:
2Н++2e=Н2
Коррозия как самопроизвольный процесс протекает, если энергии Гиббса процесса имеет отрицательное значение. Изменение энергии Гиббса в свою очередь связана с ЭДС элемента Е=-∆G/nF, то возможность протекания коррозии может быть установлена по знаку ЭДС
ЭДС=-0,295 -0,250=-0,045 В
Т.к значение ЭДС отрицательное , то процесс коррозии не будет протекать.
По условию никель покрыт слоем никеля это не анодное и не катодное покрытие, т.к покрытие выполнено из того же металла, что и само изделие
Протекторная защита является разновидностью катодной защиты. К защищаемой конструкции присоединяют более электроотрицательный металл — протектор — который, растворяясь в окружающей среде, защищает от разрушения основную конструкцию. Запишем стандартный электродный потенциал алюминия
Т.к значение стандартного электродного потенциала алюминия меньше стандартного электродного потенциала никеля , то алюминий можно использовать в качестве протектора.
Рассмотрим, какие процессы протекают при данном виде защиты. При данном виде защиты возникает гальванический элемент- Ni-Al, при этом алюминий как более активный металл будет играть рол анода и разрушаться, а никель будет катодом и на нем будут протекать процессы восстановления ионов водорода (т.к среда кислая)
Уравнения процессов, протекающих при коррозии в кислой среде:
А(Al) : Al-3e=Al3+
K(Ni) : 2Н++2e=Н2