35. Электролиз. Законы Фарадея. Электролиз с растворимым и нерастворимым анодом (в расплаве и в растворе). Выход по току. Практическое применение.

ЭЛЕКТРОЛИЗ (от электро... и ...лиз), совокупность процессов электрохимического окисления — восстановления, происходящих на погруженных в электролит электродах при прохождении электрического тока. Применяется для получения многих веществ (металлов, водорода, хлора и др.), при нанесении металлических покрытий (гальваностегия), воспроизведении формы предметов (гальванопластика

Законы Фарадея. 1)Масса вещества, выделившаяся на электродах в результате катодной или анодной реакции, пропорциональна суммарному кол-ву электричества протекшего через электролит.

M=kQ=kIt. 2)При пропускании одинакового кол-ва электричества через растворы разных электролитов на электродах, выделяется масса вещества пропорциональная электрохимическому эквиваленту. M₁/Э₁=М₂/Э₂=const.

Электролизом называют совокупность процессов, происходящих при прохождении постоянного электрического тока через расплав или раствор электролита. Восстановительные (катодные) и окислительные (анодные) процессы происходят в соответствии с величиной электродного потенциала.

На катоде легче восстанавливаются частицы с бóльшим электродным потенциалом, на аноде легче окисляются частицы с мéньшим электродным потенциалом.

При определении процессов, протекающих на катоде при электролизе водных растворов, следует помнить:

1. Легко восстанавливаются ионы металлов с положительными значениями электродных потенциалов.

2. Ионы металлов с умеренно отрицательными значениями потенциалов (Zn²⁺, Fe²⁺, Cd²⁺, Ni²⁺ и другие) восстанавливаются одновременно с восстановлением ионов водорода (в кислой среде) или воды (в нейтральной или щелочной среде):

2H⁺ + 2e^-  H₂,

2H₂O + 2e^-  H₂ + 2OH^-.

3. Ионы металлов с высокоотрицательными значениями электродных потенциалов (< -1.66 В, то есть от Li⁺ до Al³⁺ в ряду напряжений) ни при каких условиях не восстанавливаются при электролизе водных растворов.

При определении анодных процессов следует помнить:

1. При использовании металлических анодов (металлы с ⁰ < 0.8 В) окисляется материал анода:

Me⁰ - n e^-  Meⁿ⁺.

2. На инертных электродах при электролизе водных растворов легко окисляются одноатомные бескислородные анионы (кроме F^-).

3. Кислородсодержащие анионы при электролизе водных растворов практически не окисляются. В этих случаях идет окисление воды:

2H₂O - 4 e^-  O₂ + 4H⁺.

36. Коррозия. Основные виды коррозии: химическая, электрохимическая, коррозия под действием блуждающих токов. Методы защиты от коррозии. Ингибиторы коррозии.

Коррозией металлов называют процессы их разрушения, происходящие результата химического воздействия окружающей среды. В результате коррозии образуются продукты окисления металла -оксиды, гидроксиды. Виды: 1)Хим. коррозия - может происходить и под воздействием на металл некоторых агрессивных жидкостей, и агрессивных газообразных компонентов окружающей среды при выс. t. Основным признаком является то, что она происходит без возникновения в системе электрического тока. Газовой коррозии подвергаются детали и узлы машин, работающих в атмосфере кислорода при высоких температурах (ракетные двигатели). 2)Электрохимическая коррозия -поверхностное разрушение металла в среде электролита с возникновением в системе электрического тока. Эл. хим. коррозия -это разрушение металла в атмосфере, на почве, в водоемах, грунтах; ей подвергаются всевозможные металлические изделия и сооружения, эксплуатируемые в самых разнообразных условиях. Атмосферная коррозия протекает во влажном воздухе при обычной температуре. Поверхность металла покрывается пленкой влаги, содержащей растворенный кислород. Интенсивность коррозии возрастает с ростом влажности воздуха, содержания в нем газообразных оксидов углерода(4) и серы(5), пыли копоти. Почвенной коррозии подвергаются трубопроводы, оболочки кабелей и все подземные сооружения. В этом случае металлы соприкасаются с влагой почвы, содержащей растворенный кислород. Электрическая коррозия происходит под действием блуждающих токов, возникающих от посторонних источников (линии электропередач, электрические железные дороги). Блуждающие токи вызывают коррозию газопроводов, нефтепроводов. Защита от коррозии. 1)Создание на поверхности защитной пленки. В качестве покрытий используются неметаллические, в частности органические, материалы например пленки высокополимерных веществ(каучук, пластмассы), лаки, олифа; особое значение имеют пленки из оксидов металлов, получаемые при действии кислорода или подходящих окислителей(азотная кислота) на поверхность металлов. 2)Электрохимические методы защиты - методы основаны на изменении потенциала защищаемого металла и не связаны с изоляцией металла от коррозионной среды. К ним относятся катодная защита, называемая также электрозащитой, и протекторная (анодная) защита. Катодная защита заключается в том, что защищаемая конструкция, находящаяся в среде электролита (например, в почвенной воде), присоединяется к катоду внешнего источника электричества. Защищаемая конструкция становится катодом. В ту же агрессивную среду помещают кусок старого металла (рельс), присоединяемый к аноду внешнего источника электричества. В процессе коррозии этот кусок старого металла становится анодом и разрушается. Протекторная защита -отличается от катодной защиты тем, что для ее осуществления используется специальный анод -протектор, в качестве которого применяют металл более активный, чем металл защищаемой конструкции(Al). Протектор соединяют с защищаемой конструкцией поводником электрического тока. В процессе коррозии протектор служит анодом и разрушается, тем самым предохраняя от разрушения защищаемою конструкцию