57.)Поясніть принцип роботи паливних елементів , наведіть рівняння анодного і

катодного процесів . Наведіть приклади .

Паливний елемент — електрохімічний генератор, який забезпечує пряме перетворення хімічної енергії на електричну. Паливний елемент, найважливіша складова частина електрохімічного генератора, що забезпечує пряме перетворення хімічної енергії (реагентів — палива і окислювача) в електричну. Основу Т. е. складають два електроди, розділені твердим або рідким електролітом (див. мал.(малюнок)). Паливо і окислювач подаються в порожнини, що граничать з електродами; на поверхні розділу електроліт — електрод у присутності каталізатора відбуваються реакції окислення і відновлення (див. Окислення-відновлення ). В результаті цих реакцій утворюються іони А — і В + (що рекомбінують потім до кінцевого продукту реакції AB ) і виділяється (або поглинається) тепло Q. Палива, що звільнилися при реакції окислення електрони створюють на відповідному електроді (аноді) надлишковий негативний заряд; на катоді в результаті реакції відновлення окислювача створюється надлишковий позитивний заряд. При замиканні зовнішнього ланцюга в ній з'являється електричний струм, що здійснює корисну роботу Е пів . Сумарна реакція: А + У = AB + Q+ Е пів . Електроліт в Т. е. не лише містить речовини, що беруть участь в електрохімічних реакціях, але і забезпечує просторове розділення процесів окислення і відновлення. Для ефективної роботи Т. е. необхідні розвинена поверхня електродів (до сотень м 2 на г речовини), раціональна організація процесів адсорбції і іонізації молекул реагуючих речовин і відведення електронів і продуктів реакції, висока чистота реагентів. У разі водень-кисневого паливного елемента електрохімічну реакцію, що протікає на аноді, відображає рівняння:

відповідно, катодний процес може бути представлений у вигляді:

58.)Визначіть анодні та катодні процеси під час атмосферної корозії сталі.

Атмосферна корозія сталі – це процес іржавіння заліза.Іржавіння заліза - це електрохімічний процес, який починається з перенесення електронів від заліза до кисню.[3] Швидкість корозії залежить від кількості наявної води, і прискорюється електролітами, про що свідчать наслідки застосування дорожньої солі на корозію автомобілів. Ключовою реакцією є відновлення кисню:O₂ + 4 e⁻ + 2 H₂O → 4 OH⁻Оскільки при цьому утворюються йони гідроксидів, цей процес сильно залежить від присутності кислоти. Дійсно, корозія більшості металів киснем прискорюється при зниженні рН. Забезпечення електронів для вищенаведеної реакції відбувається при окисненні заліза, яке може бути описане наступним чином:Fe → Fe²⁺ + 2 e⁻

Наступна окиснювально-відновна реакція відбувається в присутності води і має вирішальне значення для формування іржі:

4 Fe²⁺ + O₂ → 4 Fe³⁺ + 2 O²⁻

Крім того, такі багатоступінчасті кислотно-лужні реакції впливають на хід формування іржі:

F e³⁺ + 3 H₂O ⇌ Fe(OH)₃ + 3 H⁺

що призводить до таких реакцій підтримки балансу дегідратації:

Fe(OH)₂ ⇌ FeO + H₂O

Fe(OH)₃ ⇌ FeO(OH) + H₂O

FeO(OH) ⇌ Fe₂O₃ + H₂O

59.)Дайте характеристику процесам електролізу та наведіть приклади їх застосування в промисловості.Електроліз - це сукупність процесів електрохімічного окислення - відновлення, що відбуваються на занурених в електроліт електродах при проходженні електричного струму. Застосовується для одержання багатьох речовин (металів, водню, хлору та ін), При нанесенні металевих покриттів (гальваностегія), відтворенні форми предметів (гальванопластика) Електрохімічні процеси широко застосовуються в різних областях сучасної техніки, в аналітичної хімії, біохімії і т. д. У хімічній промисловості електролізом одержують хлор і фтор, луги, хлорати й перхлорати, надсерную кислоту і персульфати, хімічно чисті водень і кисень і т. д. При цьому одні речовини одержують шляхом відновлення на катоді (альдегіди, параамінофенола та ін), Інші електроокислення на аноді (хлорати, перхлорати, перманганат калію та ін.) Гальванотехніка – галузь прикладної електрохімії, що займається процесами нанесення металевих покриттів на поверхню як металевих, так і неметалевих виробів при проходженні постійного електричного струму через розчини їх солей. Гальванотехніка ділиться на гальваностегію і гальванопластики.  Гальваностегія (від грец покривати.) - Це електроосадження на поверхню металу іншого металу, який міцно зв'язується (зчіплюється) з вкриває металом (предметом), службовцям катодом електролізера.