Лабораторная работа №3 Коррозия металлов
Опыт 1 . Электрохимическая коррозия оцинкованного и луженого железа в кислой среде.
В две микропробирки налейте по 1 мл 1н. раствора серной кислоты. В одну пробирку опустите отрезанные полоски оцинкованного железа, а в другую - полоску луженого железа, предварительно сделав на их поверхности глубокие царапины ножом.
В каждую пробирку добавьте по 2-3 капли K3[Fe(CN)6] - красной кровяной соли, которая с ионом двухвалентного железа образует синий осадок - турнбулеву синь - Fe3[Fe(CN)6]2.
В какой пробирке наблюдается посинение раствора и почему?
Составьте схему электрохимической коррозии луженого и оцинкованного железа. Каков состав продуктов коррозии в кислых и нейтральных средах?
Опыт 2. Образование на металле защитных пленок.
В пробирку поместите кусочек оцинкованного железа и налейте 1 мл 0,1 н. раствора серной кислоты. Убедившись, что происходит выделение водорода, добавьте к раствору 1-2 мл раствора бихромата калия K2Cr2O7. Выделение водорода прекращается. Объясните наблюдаемое явление.
Опыт 3. Влияние иона хлора на коррозию металлов.
В две микропробирки поместите по железному гвоздю, добавьте в одну из пробирок раствор сульфата меди, а в другую - раствор хлорной меди одинакового объема. В пробирке, содержащей раствор хлорной меди, наблюдается быстрое выделение меди на поверхности гвоздя. В пробирку с раствором сульфата меди добавьте немного сухого хлорида натрия.
Объясните, что наблюдается и какой анион ускоряет коррозию?
Составьте уравнение происходящих реакций и схему работы образующихся гальванических пар.
Опыт 4. Влияние иона хлора на коррозию металлов.
В две микропробирки поместите по железному гвоздю, добавьте в каждую из пробирок раствор сульфата меди одинакового объема. В одну пробирку добавьте немного сухого хлорида натрия. Аккуратно поместите по одинаковому железному гвоздю в каждую пробирку.
Объясните, что наблюдается? В какой пробирке коррозия протекает быстрее? Каким реактивом можно доказать наличие в растворе ионов железа? Проведите опыт.
Составьте уравнение происходящих реакций на катоде и на аноде, а также общее уравнение реакции и схему работы образующихся гальванических пар.
Электролиз
Это превращение вещества под действием электрического тока. При этом на катоде восстанавливаются положительные частицы (катионы), а на аноде окисляются отрицательные частицы (анионы).
При электролизе применяются растворимые (металлические) и нерастворимые (угольные) электроды. Растворимость электрода важна только для анодного процесса. По умолчанию применяются угольные электроды.
Первый закон Фарадея.
При пропускании через раствор или расплав вещества количества электричества 1F = 96500 Кл на катоде и на аноде выделяется по одному эквиваленту продуктов электролиза.
Второй закон Фарадея.
Масса или объем продукта электролиза прямо пропорционально зависит от силы тока, времени пропускания электричества и природы продукта электролиза.
и
,
Где I – сила тока,
А; t – время, с;
Эпрод – массовый
эквивалент, г; ЭVпрод
– объемный эквивалент, л.
Выход по току
Для электролиза характерны высокие значения выхода по току: 97- 99%.
Электролиз применяется для получения высокочистых веществ, металлов, для нанесения покрытий, гальваностегия, гальванопластика, разделение смесей веществ, для проведения электрокоагуляции, для выработки водорода как альтернативного топлива, в катодной защите от коррозии и т.д..