6.3 Задачи для самостоятельного решения

1 Рассчитать перенапряжение реакции: а) растворения цинка при i_a = 10 А/м²; б) восстановления водорода на цинке при i_к =10 А/м². Принять в а) b_a = 0,026 В, i_о = 10^-2 А/м²; в б) b_к = 0,052 В, i_о= 10^-7А/м². Т=298 К. Какая реакция более поляризуема и почему?

2 На основании приведенных в таблице опытных данных найти значения постоянных a и b в уравнении Тафеля для перенапряжения разряда водородных ионов (перенапряжение водорода). Определить плотность тока обмена i_о, сделать вывод о его величине и механизме перенапряжения. T = 298 К.

iК , А/см2	0,001	0,01	0,1	1	10
η ,В	0,16	0,34	0,5	0,66	0,83

3 Рассчитать электрохимическую поляризацию катода при коррозии железа с водородной деполяризацией в неподвижном 2 н растворе H₂SO₄ при 298К и катодной плотности тока 10^-2 А/см², если (ΔЕ_э/х)_к = –(0,69+0,12lgi_к).

4 Определить электрохимическую поляризацию катода при коррозии технического кадмия с водородной деполяризацией в неподвижном 10% растворе HClO₄ при 298 К и катодной плотности тока 2·10^–3А/см², если известно, что плотность тока обмена катодной реакции i_о = 10^-10 А/см², коэффициент перехода α=1/2. Как изменится величина поляризации при перемешивании раствора? Будет ли различаться величина поляризации при переходе от макро- к микрокатоду?

5 Определить электрохимическую и концентрационную поляризацию катодного процесса кислородной деполяризации в 3% NaCl при i_к = 2·10^–5 А/см², если предельная плотность тока i_d = 2,5·10^–5 А/см². Сделать вывод о наиболее замедленной стадии катодного процесса. Принять (i_о) = 10^-10А/см², n=1.

6 Paсчитать предельную плотность катодного тока при коррозии цинка в 3% неподвижном растворе Na₂SO₄ по гомогенному пути. Т=293К. Коэффициент диффузии кислорода D =2^.10^-5 cм²/с, С = 2,25^.10^-7 г-моль/см³, толщина диффузионного слоя δ=0,05 см. Как изменится величина i_d при гетерогенном пути коррозии и радиусе катода r_к = 0,01 мм?

7 Сопоставить найденное экспериментально значение силы тока гальванического элемента с вычисленным начальным его значением. Условия испытания - цинковая и медная пластины, площадью по 5 см², погружены в аэрируемый 3% раствор NaCl (имитация морской воды). Обратимые потенциалы в этом растворе (Е_Zn)_обр = –0,792 В, (Е_Cu)_обр= +0,044 В. После замыкания образцов через гальванометр в цепи установился ток 200 мкА. Внешнее сопротивление цепи (проводника и гальванометра) R_внешн. = 110 Ом, внутреннее сопротивление (электролита) R_вн = 120 Ом. T = 293К.

8 Определить суммарную поляризуемость электродов (Р_а + Р_к) в предыдущем примере. Сравнить с омическим сопротивлением. Сделать вывод о характере контроля коррозионного процесса.

9 При производстве серной кислоты (рН=2) коррозия металлических конструкций из низкоуглеродистой стали при 298 К происходит при стационарном потенциале Е_х=–0,224 В (по нормальному водородному электроду). Перенапряжение (в вольтах) катодного процесса описывается уравнением ‌‌‌η ‌ =0,7+0,10lgi (А/см²). Рассчитать скорость коррозии конструкций (в мм/год) и оценить балл коррозионной стойкости, полагая, что практически вся поверхность работает в качестве катода.

10 Установит контроль и дать его количественную характеристику для коррозии железа в 3% -ном NaCl при 25 ⁰С (рН=7), если потенциал железа в этом растворе Е_х = -0,3 В. Процесс идет с кислородной деполяризацией. В процессе коррозии образуется труднорастворимое соединение Fe(OH)₂, произведение растворимости которого ПР ≈ .

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 7

Защита от электрохимической коррозии. Расчет

составов коррозионных сплавов, расчет параметров

защитных покрытий, выбор способов воздействия на коррозионную среду