2.5 Примеры решения задач (по теме «Условие сплошности оксидных пленок»)

Пример 1. Определить, может ли магний давать сплошную окисную пленку , если плотность магния равна 1,74 г/м³, а плотность окисла магния MgO – 3,65 г/см³.

Решение.

Найдем соотношение объемов окисла и металла. Молярная масса оксида MgO: M_MgO = 24,32+16 = 40,32 г/моль.

, т.е. < 1,

следовательно, окисная пленка на магнии не может быть сплошной.

2.6 Задачи для самостоятельного решения

1 Определить, удовлетворяет ли условию оплошности оксид кальция СаО, плотность которого 3,37 г/см³. Плотность кальция ρ_Ca = 1,54 г/см³, масса грамм-атома кальция A_Ca= 40,08 г.

2 Определить, может ли барий давать сплошную оксидную пленку, ес­ли плотность бария равна 3,5 г/см³, а плотность оксида бария ВаО – 5,72 г/см³. Грамм-атомная масса бария составляет 137,3 г.

3 Определить характер оксидных пленок (сплошная или не сплошная), образующихся на железе в процессе его нагрева на воздухе. Для расчета принять: ρ_Fe = 7,86 г/см³, ρ_FeO = 5,87 г/см³, = 5,40 г/см³ и = 5,24 г/см³.

4 При окислении титана в атмосфере кислорода при 1473 К образуется оксиды титана TiO и Ti₂O₃ . Проверить соблюдение условия сплошности для каждого из оксидов, учитывая, что плотность TiO равна 5,3 г/см³, а Ti₂O₃ – 3,06 г/cм³. Грамм-атомная масcа ти­тана А_Ti = 47,9 г, плотность титана ρ_Ti = 4,5 г/cм³.

5 Окисление ванадия сопровождается образованием большого числа оксидов различного состава: VO, V₂O₃, V₃O₅, VO₂,V₂O₅ . Появление, какого из оксидов в составе окалины представляется на­иболее опасный с точки зрения разрушения окалины и, как следст­вие, увеличения скорости окисления ванадия. Плотности оксидов соответственно равны: 5,5, 4,87, 4,55, 4,34 и 3,36 г/см³. Атом­ная масса ванадия равна 50,94; плотность ванадия ρ_v =5,6 г/см³

6 Осмий к рутений, при комнат­ной температуре, подобно всем платиновым металлам, малоактивны. Однако при нагревании в виде порошка они имеют наиболее высокую химическую активность среди платиновых металлов и проявляют в соединениях степень окисления, равную номеру группы. Определить, обладают ли образующиеся при 973 К на воздухе и в кислороде окси­ды OsO₄ и RuO₄ защитной способностью, если плотности ок­сидов соответственно равны 2,88 и 4,91 (г/см³), плотности осмия и рутения составляют 22,5 и 12,4 (г/см³), а атомные массы этих элементов: 101,1 и 190,2 г.

7 Экспериментально установлено, что при окислении ниобия при 873–1673 К в кислороде на нем образуется пленка, состоящая из двух тонких ориентированных слоев оксидов NbO и Nb₂O₅, а внешняя часть окалины содержит в оcновном пористый оксид Nb₂O₅ (металлографические исследования). Проверить соответствие полу­ченных данных результатам расчета соотношения молярных объемов оксидов и металла. Плотность NbO равна 7,26 г/см³, Nb₂O₅ - 4,95 г/см³, Nb – 8,56 г/см³. Атомная масса ниобия составляет 92,9г.

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ №3

Кинетика коррозии металлов в газовых средах. Законы роста оксидных пленок на металлах. Влияние температуры на

процесс окисления металлов