Контрольні питання і задачі

1. У чому полягає суть електролізу?

2. Які електроди називаються інертними, а які активними?

3. Випишіть із табл.15 згідно з варіантом формули хімічних сполук та:

а) складіть рівняння електродних процесів, які протікають при електролізі розплаву і розчину вказаних речовин:

б) за формулою Фарадея розрахуйте масу речовини, що утворюється біля електрода при електролізі водного розчину речовини протягом t хв. і силі струму І А.

Таблиця 15

Номери варіантів, формули хімічних речовин і умови проведення електролізу.

Номер варіанту	Розплав (електроди інертні)	Розчин		Час, t хв.	Сила струму, І, А
		Формули сполук	Матеріал аноду
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15	MgCl2 KI CuCl2 KOH NaOH AgI AlCl3 LiCl LiOH BaCl2 KCl NiCl2 FeCL3 NaF KBr	Sn (NO3)2 K2CO3 NaCl CuSO4 CuCl2 ZnSO4 Na3PO4 KBr FeCl3 ZnCl2 Pb(NO3)2 Li2SO4 Mg(NO3)2 AgNO3 SnCl2	Sn C C Cu C C C C C Zn Pt C C C Sn	40 90 30 60 50 80 20 50 40 20 30 60 40 20 50	4 2 4 3 1 3 2 3 1.5 2 5 3 1 1.5 2

Робота 18 Корозія металів, захист від корозії

Мета роботи – вивчення особливостей корозії металів залежно від умов та впливу різних факторів на її швидкість і ознайомлення з деякими методами захисту металів від корозії.

Теоретична частина.

Корозією називають руйнування металів внаслідок їх фізико–хімічної взаємодії з навколишнім середовищем, це самочинний окисно–відновний процес.

За характером пошкодження металів розрізняють суцільну і місцеву корозії. Суцільна – руйнування охоплює всю поверхню металу, місцева – пошкодження мають локальний характер.

Корозійне руйнування металів може відбуватися згідно з хімічним або електрохімічним механізмами. В зв’язку з цим розрізняють два типи корозії – хімічну і електрохімічну.

Хімічна корозія полягає в руйнуванні металу внаслідок безпосередньої взаємодії його з сухими агресивними газами, наприклад: О₂; СО₂; SO₂; H₂S; NH₃, або з агресивними компонентами рідких неелектролітів.

Електрохімічна корозія спостерігається при контакті металів з водою, розчинами електролітів. Необхідною умовою самочинного процесу електрохімічної корозії є контакт металу з електролітом та наявність на поверхні металу ділянок з різними електродними потенціалами, причому ділянка з більшим (позитивним) електродним потенціалом стає катодом, а ділянка з меншим – анодом.

Так, при контакті двох різних металів, виникає мікрогальванічний елемент, при роботі якого більш активний метал буде піддаватися руйнуванню.

Електрохімічна корозія спостерігається також, коли на поверхні одного і того самого металу є ділянки, які відрізняються за своїми хімічними і фізичними властивостями.

Механізми електрохімічної корозії зводиться до двох просторово розділених процесів:

Анодного процесу – окиснення металу і перехід його йонів в розчин:

Ме  Меⁿ⁺ + nē

Катодного процесу – відновлення окисника (деполяризатора) з навколишнього середовища.

Розрізняють корозію з водневою, або кисневою деполяризацією.

Воднева деполяризація 2H⁺ + 2é = H₂ переважно спостерігається в кислому середовищі (pH < 7).

Поширеною є корозія з кисневою деполяризацією. У нейтральних і лужних розчинах (pH 7) на катоді відбувається такий процес:

О₂+ 4ē + 2Н₂О = 4ОН^-

Залежно від середовища, в якому відбувається електрохімічна корозія, розрізняють атмосферну корозію, корозію в електролітах і ґрунтову корозію. Найпоширенішою є атмосферна корозія, тому розглянемо її на прикладі корозії сталі.

Зерна цементиту, які містяться у звичайній сталі, зумовлюють появу на її поверхні мікрогальванічних елементів:

Fe|H₂O(O₂)|Fe₃C

в яких залізо є анодом, а катодом – Fe₃C. Хімізм корозійного процесу:

Анодний процес

Fe⁰ – 2ē = Fe²⁺

Катодний процес

O₂ + 4ē + 2 H₂O =4OH^-

Йони Fe²⁺ утворюють з йонами гідроксиду первинний продукт корозії Fe(OH)_2,

Fe²⁺+ 2OH^- = Fe(OH)₂

який під впливом кисню повітря переходить в Fe(OH)₃

4Fe(OH)₂ + O₂ + 2H₂O = 4Fe(OH)₃

Корозія металів завдає великої шкоди народному господарству. Це визначає важливість заходів, спрямованих на захист металів від корозії.

Залежно від способу захисту металів від корозії розрізняють такі методи захисту:

1. підвищення хімічної стійкості металу;

2. ізоляція поверхні металу від агресивного середовища;

3. зміна властивостей агресивного середовища;

4. електрохімічний захист.