M практ

η = 100% .

m

Тема. Электрохимическая коррозия.

Теоретическая часть.

Коррозия – необратимое самопроизвольное разрушение металлов и сплавов.

Электрохимическая коррозия происходит в том случае, если на поверхности металлического слоя находится электролит в виде растворов солей, кислот, щелочей.

Сущность электрохимической коррозии в том, что процесс окисления металла сопровождается полным удалением электронов его атома и передачей их деполяризатору. (На катоде деполяризатор восстанавливается H⁺→H₂, O₂→ O^2-).

Коррозия с водородной деполяризацией – ионы водорода обладают высокой подвижностью, и поэтому данная коррозия протекает с большой скоростью.

При pH < 7: 2H⁺ + 2e^- → H₂.

При pH > 7, pH = 7: 2H₂O + 2e^- → H₂ + 2OH^-.

Коррозия с кислородной деполяризацией – протекает в водных растворах электролитов в длительном соприкосновении с воздухом. В этом случае деполяризатором является кислород.

При pH < 7: O₂ + 4H⁺ + 4e^- → 2H₂O.

При pH > 7, pH = 7: O₂ +2H₂O + 4e^- → 4OH^-.

Опыт 8.1. Электрохимическая коррозия с водородной деполяризацией.

Цель.

Познакомиться с процессом коррозии с водородной деполяризацией. Определить термодинамическую вероятность процесса коррозии с водородной деполяризацией.

Ход работы:

В пробирку налейте 2-3 мл разбавленного раствора серной кислоты. Опустите в раствор гранулу цинка. Отрезок медной проволоки очистите наждачной бумагой и промойте водой. Медленно погрузите медную проволоку в раствор так, чтобы она не касалась гранулы цинка. Отметьте, на каком металле выделяется газ.

Коснитесь медной проволокой поверхности цинка и наблюдайте за течением реакции. Отметьте, на каком металле выделяется газ в этом случае.

В отчёте:

- запишите уравнение реакции, протекающей в первом случае;

- объясните, почему медь не реагирует с разбавленной серной кислотой;

- запишите значения стандартных электродных потенциалов данных металлов, определите катод и анод;

- запишите уравнения катодного и анодного процессов, протекающих во втором случае;

- определите электродные потенциалы катода и анода

φ_{р (катод) =} φ_{р (окислитель)} = -0,059 pH;

- рассчитав значения ЭДС (E⁰) и ∆G⁰, сделайте вывод о термодинамической вероятности процесса коррозии с водородной деполяризацией

E⁰ = φ_{р (катод)} – φ_{р (анод)};

∆G⁰ = - nE⁰F.

Опыт 8.2. Электрохимическая коррозия с кислородной деполяризацией.

Цель.

Познакомиться с процессом коррозии с кислородной деполяризацией. Определить термодинамическую вероятность процесса коррозии с кислородной деполяризацией.

Ход работы:

В стаканчик налейте 50 мл 2M раствора сульфата натрия Na₂SO₄. Прилейте в раствор 1 мл раствора гексацианоферрата (+3) калия K₃[Fe(CN)₆] (красная кровяная соль). Эта соль является специфическим реактивом на ионы Fe²⁺, в присутствии которых раствор окрашивается в синий цвет.

Стальную пластинку очистите наждачной бумагой, ополосните водой и поместите в стаканчик с растворам. В стаканчик добавьте 3-4 капли фенолфталеина. Фенолфталеиновый является индикатором ионов OH^- растворе, в щелочной среде он становится малиновым.

Понаблюдайте в течение нескольких минут за процессами, протекающими в стаканчике. Отметьте, синее окрашивание раствора и локальное розовое кольцо.

В отчёте:

- опишите наблюдаемые явления, сделайте рисунок;

- запишите уравнения катодного и анодного процессов, учитывая, что железная пластинка является и катодом и анодом, а деполяризатором является кислород О₂, (среда нейтральная);

- определите электродные потенциалы катодного, анодного процессов.

φ⁰(O₂/OH^-) = 1,23 – 0,059рН

φ_{р (катод) =} φ _{(окислитель)} = φ⁰(O₂/OH^-);

- рассчитав значения ЭДС (E⁰) и ∆G⁰, сделайте вывод о термодинамической вероятности процесса коррозии с водородной деполяризацией

E⁰ = φ_{р (катод)} – φ_{р (анод)};

∆G⁰ = - nE⁰F.

- объясните наблюдаемые явления, запишите уравнение реакций;

- объясните причину возникновения коррозионного гальванического элемента.