5.8. Варианты домашнего задания

№ варианта	№ задачи		№ варианта	№ задачи
1	1	30
2	2	29	9	9	22
3	3	28	10	10	21
4	4	27	11	11	20
5	5	26	12	12	19
6	6	25	13	13	18
7	7	24	14	14	17
8	8	23	15	15	16

5.9. Экспериментальная часть лабораторная работа “Коррозия и защита металлов”

Опыт 1. Влияние образования гальванических элементов на коррозию металлов

1. В пробирку с разбавленной серной кислотой поместить кусочек цинка. Наблюдать скорость выделения водорода.

2. Прикоснуться к цинку, находящемуся в пробирке с H₂SO₄, медной палочкой. Объяснить, почему интенсивность выделения водорода при контакте с медью больше, чем в отсутствии меди. Указать направление перехода электронов в паре Zn - Cu. На каком металле происходит выделение водорода? Приведите схему работы образующегося гальванического элемента.

На основании проделанного опыта сделать вывод о том, какое влияние на коррозию металла оказывает его контакт с другими металлами.

3. В две пробирки налить одинаковое количество разбавленной серной кислоты и в одну из них добавить 1…2 капли раствора CuSO₄. В обе пробирки поместить по таблетке цинка. В каком случае наблюдается наиболее интенсивное выделение водорода? При помещении Zn в сложный электролит (H₂SO₄ + CuSO₄) происходит образование микрогальванических элементов Zn/ZnSO₄H₂SO₄2H⁺/H₂ (Cu). Какая химическая реакция приводит к образованию меди во второй пробирке? Приведите схему работы образующихся микрогальванических элементов.

Результаты опыта оформить в виде таблицы (табл.1) и ответов на вопросы.

Таблица 1

№ пункта	1	2	3
Металлы	Zn	Zn - Cu	Zn
Электролиты	H2SO4	H2SO4	H 2SO4 + CuSО4
Наблюдаемые явления
Ионно-электронные схемы процесса

Опыт 2. Коррозия железа в результате различного доступа кислорода

На обезжиренную сухую железную пластинку поместить каплю специального реактива, содержащего 3%-ный раствор NaCl, к которому добавлен K₃ [Fe(CN)₆] и фенолфталеин. Раствор NaCl – среда, в которой протекает коррозия железа; K₃ [Fe(CN)₆] – реактив на ион Fe²⁺, образующий с ним Fe₃[Fe(CN)₆]₂ синего цвета; фенолфталеин – индикатор, цвет которого меняется на малиновый в щелочной среде.

Изучите изменение окраски в центре капли и по ее окружности. Коррозия железа вызвана неоднородностью коррозионной среды, обусловленной в данном случае неравномерной аэрацией капли (неодинаковым доступом воздуха к ее различным слоям). В образующемся концентрационном коррозионном микрогальваническом элементе центральная часть смоченной поверхности металла является анодным участком и подвергается разрушению (появление синего окрашивания обусловлено образованием Fe₃[Fe(CN)₆]₂, а периферическая (в виде кольца малинового цвета) – катодным, на котором протекает процесс восстановления растворенного кислорода.

Приведите уравнения реакций окислительно-восстановительного процесса и схему работы образующегося коррозионного микрогальванического элемента.

Опыт 3. Влияние хлорид - ионов на коррозию алюминия

В две пробирки поместить 1…2 кусочка алюминия и добавить в одну из пробирок 2…3 мл раствора CuSO₄ в другую – CuCl₂ той же концентрации. Убедиться в том, что отношение Al к растворам взятых солей различно.

В пробирку, содержащую CuSO₄, добавить небольшое количество кристаллического NaCl . Что наблюдается?

Результаты опыта оформить в виде таблицы (табл. 2) и ответов на вопросы.

Таблица 2

Металл	Al
Электролит	CuSO4	CuCl2	CuSO4 + NaClкр.
Наблюдаемые явления
Ионно-электронные схемы процесса

На основании значений стандартных электродных потенциалов Al и Cu определить возможность протекания реакции:

Al + CuSO₄

Объяснить, почему результаты опыта не согласуются с теоретическими выводами?

Учитывая, что анион Cl^- является активатором и способствует разрушению оксидных пленок, объяснить, в результате образования каких микрогальванических элементов происходит коррозия Al . Приведите ионно-электронные схемы окислительно-восстановительных процессов и схемы работы образующихся при коррозии Al микрогальванических элементов (коррозия протекает с выделением водорода на катодных участках, объясните почему?).

Опыт 4. Коррозия луженого и оцинкованного железа

1. Качественная реакция на ион Fe²⁺. В пробирку налить несколько капель раствора сульфата железа (II) и добавить 1…2 капли раствора К₃[Fe(CN)₆]. Появление синего окрашивания обусловлено реакцией

3 Fe²⁺+ 2 Fe [(CN) ₆]^3- = Fe₃[Fe (CN) ₆ ]₂ ,

в результате которой образуется турнбуллева синь.

2. Налить в химический стакан 100 мл воды, добавить 3-4 капли разбавленной серной кислоты и такое же количество раствора К₃[Fe(CN)₆]. Раствор перемешать и разлить поровну в две фарфоровые чашки. В одну из них поместить пластинку оцинкованного железа, в другую – железную пластинку с наплавленным кусочком олова.

Заметить время от погружения пластинок до появления синего окрашивания.

Результаты опыта оформить в виде таблицы (табл. 3) и ответов на вопросы.

Таблица 3

Электролит	H2SO4
Металл	Fe-Zn	Fe-Sn
Ионно-электронные схемы процессов

Объяснить, почему при контакте железа с цинком скорость коррозии ниже, чем при его контакте с оловом.

Указать направление перехода электронов в паре Fe - Zn и

Fe - Sn. На каком металле в том и другом случае происходит выделение водорода?

Приведите схемы работы образующихся гальванических элементов. Укажите тип образующихся гальванических элементов. Какое покрытие для железа является анодным, какое катодным?

На основании проделанных опытов сделайте вывод о том, каким образом ведет себя металл после нарушения анодных и катодных покрытий.