Задача 130
Медное изделие покрыто оловом. Какое это покрытие? Составьте схему электрохимической системы, уравнения анодно-катодных процессов при нарушении целостности покрытия в кислой среде (pH = 0). Определите, сколько (по массе) прокорродирует металла и восстановится H2 (по объему, н.у.) за 24 ч, если возникнет ток силой 1,2 А.
Дано:
Cu – Sn τ = 24 ч I = 1,2 A
m(Me) – ? V(H2) – ?
Решение:
Стандартные электродные потенциалы меди и олова:
φ / = 0,337 (В)
φ / = – 0,136 (В)
Т.к. φ / < φ / , то в коррозионном гальваническом элементе олово будет являться анодом и, следовательно, подвергаться разрушению.
Т.к. электродный потенциал металла покрытия (Sn) меньше, чем электродный потенциал основного металла (Cu), следовательно, олово является анодным покрытием по отношению к меди.
Схема коррозионного гальванического элемента, возникающего при нарушении целостности покрытия:
(–) |
Sn |
H+ |
Cu |
(+) |
|
pH = 0 |
|||||
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
Уравнения анодно-катодных процессов:
A(–): Sn – 2e– |
Sn2+ |
1 |
K(+): 2 H+ + 2e– |
H2 |
1 |
|
|
|
Суммарное уравнение процесса коррозии:
Sn + 2 H+ 
Sn2+ + H2
Вычислим массу прокорродировавшего олова, по закону Фарадея:
m(Sn) = эк · I · τ
F – постоянная Фарадея, F = 96500 (Кл)
Mэк(Sn) – молярная масса эквивалента олова:
Mэк(Sn) = = = 59,5 (г/моль-экв)
τ– время протекания коррозии; τ = 24 ч = 86400 с
m(Sn) = , · 1,2 · 86400 = 63,927 (г)
Вычислим объём выделившегося водорода:
V(H2) = эк · I · τ
Vэк(H2) – эквивалентный объём водорода; Vэк(H2) = 11,2 (л/моль-экв)
V(H2) = |
, |
· 1,2 · 86400 = 12 (л) |
|
||
|
|
|
Ответ: m(Sn) = 63,927 (г) V(H2) = 12 (л)