Коррозия (по механизму)

Химическая в среде неэлектролитов непосредственное взаимодействие с окислителями газовая (O2, SO2, Hal2) жидкостная (нефть, бензин)

электрохимическая в среде электролитов сопровождается возникновением эл. тока во влажном воздухе, в воде, почве

Причиной коррозии служит термодинамическая неустойчивость конструкционных материалов к воздействию веществ, находящихся в контактирующей с ними среде. Пример — кислородная коррозия железа в воде: 4Fe + 2Н₂О + ЗО₂ = 2(Fe₂O₃•Н₂О). Гидратированный оксид железа Fe₂O₃•Н₂О и является тем, что называют ржавчиной.

задача: восстановитель 2I^–1→ I₂⁰+ 2e|2| 5 процесс окисления

окислительMn⁺⁷ + 5e → Mn⁺² | 5 |2процессвосстановления 2KMnO₄ + 10KI + H₂SO₄ → 2MnSO₄ + 5I₂ + 6K₂SO₄ + 8H₂O

Экзаменационный билет № 20

1. Фазовые равновесия. Правило фаз Гиббса. Фазовая диаграмма однокомпонентной системы (на примере воды).

2. Устойчивость коллоидных систем (агрегативная и кинетическая). Коагуляция. Факторы, вызывающие коагуляцию.

Ответ:

Большинство веществ могут существовать в одном из трех агрегатных состояний: газообразном (парообразном), жидком и твердом. В определенных условиях эти фазы способны переходить друг в друга, то есть всякую жидкость путем испарения можно перевести в газ, а охлаждением – в твердое состояние. Равновесия между различными фазами одной системы называют фазовыми, а описывают эти фазовые равновесия посредством фазовых диаграмм или диаграмм состояния. Фазовая диаграмма позволяет установить условия равновесия между числом фаз, числом компонентов и числом степеней свободы (вариантностью) системы.

Фаза (Ф) – гомогенная (однородная по химическому составу и термодинамическим свойствам) часть системы, отделенная от других частей поверхностью раздела. Так, два нерастворимых друг в друге твердых вещества, как и две несмешивающиеся жидкости, образуют две фазы.

Компоненты (К) – химически индивидуальные вещества, наименьшее число которых достаточно для образования фаз системы.

Число компонентов определяется количеством индивидуальных веществ в системе за вычетом числа возможных между ними обратимых взаимодействий. Например, система из трех индивидуальных веществ H2O, H2, O2 будет двухкомпонентной, поскольку для образования всех фаз достаточно любых двух веществ:

H2 = H2 + 1/2O2.

По числу компонентов системы делятся на одно-, двух-, трех- и многокомпонентные.

Степени свободы (С) – число параметров (температура, давление, состав системы), которые можно произвольно менять без изменения числа фаз в системе.

Правило фаз Гиббса: в изолированной равновесной системе число степеней свободы равно числу компонентов системы плюс два минус число фаз:

С = К + 2 – Ф

   Электрохимические процессы широко применяются в различных областях современной техники, в аналитической химии, биохимии и т. д. В химической промышленности электролизом получают хлор и фтор, щелочи, хлораты и перхлораты, надсерную кислоту и персульфаты, химически чистые водород и кислород и т. д. При этом одни вещества получают путем восстановления на катоде (альдегиды, парааминофенол и др.), другие электроокислением на аноде (хлораты, перхлораты, перманганат калия и др.).

   Электролиз в гидрометаллургии является одной из стадий переработки металлсодержащего сырья, обеспечивающей получение товарных металлов. Электролиз может осуществляться с растворимыми анодами - процесс электрорафинирования или с нерастворимыми - процесс электроэкстракции. Главной задачей при электрорафинировании металлов является обеспечения необходимой чистоты катодного металла при приемлемых энергетических расходах.

   В цветной металлургии электролиз используется для извлечения металлов из руд и их очистки. Электролизом расплавленных сред получают алюминий, магний, титан, цирконий, уран, бериллий и др.

   Для рафинирования (очистки) металла электролизом из него отливают пластины и помещают их в качестве анодов в электролизер. При пропускании тока металл, подлежащий очистке, подвергается анодному растворению, т. е. переходит в раствор в виде катионов. Затем эти катионы металла разряжаются на катоде, благодаря чему образуется компактный осадок уже чистого металла. Примеси, находящиеся в аноде, либо остаются нерастворимыми, либо переходят в электролит и удаляются.

Гальванотехника, получение на поверхности изделия или основы (формы) слоев металлов из растворов их солей под действием постоянного электрич. тока. Различают: 1) гальваностегию - нанесение на поверхность изделия тонких, обычно до неск. десятков мкм, металлич. покрытий и 2)гальванопластику - осаждение толстых, часто достигающих неск. мм, легко отделяющихся от основы (формы) слоев металла, точно воспроизводящих рельеф основы. При прохождении тока через раствор соли положит. ионы металла, образующиеся на аноде, присоединяяэлектроны. образуют на катоде нейтральные атомы. металл кристаллизуется и покрывает катод сплошным слоем (см. Электрокристаллизация).Разряду ионов предшествует их миграция и диффузия в растворе. Катодом служит покрываемое изделие или основа, анодом - обычно тот же металл, который выделяется на катоде. Если применяют нерастворимые аноды, в электролит периодически добавляют соединения осаждаемого металла; при этом вместо анодного растворения происходят др. анодные реакции, например выделение О₂. Эффективное ср-во регулирования свойств покрытия - введение в электролит органических добавок, которые, адсорбируясь на поверхности осаждаемого металла, меняют условия егокристаллизации. Мн. металлы выделяются на катоде совместно с Н₂, который понижает выход металла по току и изменяет свойства покрытий. Скорость выделения Н₂ обычно регулируют добавлением в электролит буферирующих неорганических соединений. Для повышения электропроводности растворов в них дополнительно вводят неорганических соли.