5.3 Задачи для самостоятельного решения

1 Установить природу потенциала (обратимый или необратимый) Е = –0,02 В, установившегося на никеле при экспозиции его в 0,5 m растворе NaCl при 293 К. Стандартный потенциал никеля . Средний коэффициент активности NiSO₄, f_± = 0,68.

2 Выяснить природу (обратимый или необратимый) измеренного потенциала Е_Ni = -0,172 В в нейтральном водном 0,1 m растворе NiSO₄ при Т = 298 К. Средний коэффициент активности NiSO₄, f_± = 0,150.

3 В процессе изучения поведения металлического электрода в растворе собственных ионов при Т=298 К получена зависимость (Е_Me)_обр. oт активности а_Меⁿ⁺ его ионов (см. табл.), но сведения о природе самого металла были утрачены. Какой металл был изучен?

аМеn+	0,009	0,073	0,267	0,428	0,630	0,756	1,100
(EMe)обр	0,677	0,733	0,756	0,779	0,785	0,793	0,800

4. Определить температуру, при которой обратимый потенциал хрома в нейтральном водном растворе при активности ионов хрома а_Cr3+ =10^-4 составит (Е_Cr)_обр= –0,85 В. Обратимый стандартный потенциал хрома (Е⁰_Cr)_обр= –0,74 В.

5 Определить обратимый потенциал железа в морской воде (рН=7) при 293 К. Примечание: железо при растворении в этой среде образует труднорастворимое соединение Fe(OH)₂, произведение растворимости которого при этой температуре ПР = 0,95 10^-15.

6 При какой активности ионов никеля обратимый потенциал никеля в 0,01 m нейтральном растворе (рН=7) при 298 К составит –0,309 В? Никель при растворении в этом растворе образует труднорастворимое соединение Ni(ОН)₂, произведение растворимости которого ПР =1,3·10^-16.

7 Установить термодинамическую возможность коррозии цинка с кислородной деполяризацией в нейтральном 0,7 m водном растворе ZnCl₂ при давления кислорода над раствором 0,1 атм. и t = 25 ⁰C. Средний коэффициент активности ZnCl₂ f_± = 0,369.

8 Рассчитать ЭДС гальванических элементов: 1) цинк в соляной кислоте; 2) железо в аэрируемом нейтральном растворе. Исходя из этого, найти изменение энергии Гиббса для реакций: Zn+2HCl=ZnС1₂+H₂↑;Fe+1/2O₂+H₂O=Fe(OH)₂. Рассчитать значения и сравнить со значениями, полученными обычным термодинамическим расчетом, используя данные таблицы.

Вещество	, кДж/моль
HCI (водн)	– 95
ZnС12	–369
Fe(OH)2	– 480
H2O	–287

9 Установить термодинамическую возможность коррозии меди с водородной и кислородной деполяризацией в водном 0,01m растворе соляной кислоты при 25⁰С в предположении образования в качестве продукта коррозии соединения CuCl, произведение растворимости которого при указанной температуре составляет ПР_CuCl = 1,8·10^-7. Парциальные давления водорода и кислорода над раствором составляют соответственно 0,02 и 0,2 атм. Коэффициент активности кислоты указанной концентрации составляет f_±=9,1·10^-3. Катодный процесс с водородной деполяризацией протекает по реакции: Н⁺+е↔1/2Н₂. В случае кислородной деполяризации катодный процесс в кислых средах протекает по реакции О₂+4Н⁺+4е↔2Н₂О, обратимый стандартный потенциал которой равен +1,23 В. Обратимый стандартный потенциал анодной реакции растворения меди Сu⁺+e↔Cu⁰ (Е )_обр= +0,521 В.

10 При коррозии свинца в 0,01 m растворе серной кислоты при температуре 298 К образуется труднорастворимое соединение PbSO₄, произведение растворимости которого ПР = 2·10^-8 . Установить, возможен ли термодинамически процесс коррозии свинца с кислородной деполяризацией (О₂+4Н⁺+4е↔2Н₂О) при давлении кислорода над раствором, равном 10^-2 атм. Как изменится термодинамическая возможность протекания коррозионного процесса при уменьшении давления кислорода на раствором до 10^-4 атм. Известно, что стандартный обратимый потенциал приведенной выше катодной реакции (Е )_обр= +1,23 В, стандартный обратимый потенциал анодной реакции (Pb²⁺+2e↔Pb⁰) составляет –0,126 В. Коэффициент активности кислоты заданной концентрации f_± = 0,54.

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 6

Расчет поляризации электродов коррозионного

гальванического элемента и её влияния на скорость

электрохимической коррозии. Аналитический расчет коррозионного процесса