3. Какой из металлов: может быть использован при протекторной защите от коррозии стальных конструкций? Приведите процессы коррозии в атмосфере условиях

При протекторной защите стали образуется гальваническая пара, в которой протектор является анодом, а защищаемая конструкция (сталь) — катодом. При соединении проводником протектора и защищаемой конструкции протектор будет постепенно разрушаться и тем самым предохранять от коррозии сталь.

В качестве протектора может быть использован более активный металл (с меньшим значением стандартного окислительно-восстановительного потенциала).

E⁰(Fe²⁺/Fe) = –0,473 В

E⁰(Zn²⁺/Zn) = –0,763 В

E⁰(Pb²⁺/Pb) = –0,126 В

E⁰(Cu²⁺/Cu) = +0,345 В

Сравнивая значения потенциалов, делаем вывод о том, что в качестве протектора подойдёт цинк.

Экзаменационный билет №14

1. Растворы сильных электролитов. Активная концентрация, коэффициент активности, ионная сила раствора.

2. Для наполнения аэростатов иногда пользуются взаимодействием гидрида кальция с водой. Сколько килограммов надо израсходовать для наполнения аэростата объёмом (при нормальных условиях)?

Взаимодействие гидрида кальция с водой:

CaH₂ + 2H₂O = Ca(OH)₂ + 2H₂

Найдем количество водорода.

n(H₂) = V(H₂) / V_M(H₂)

V_M(H₂) — молярный объем водорода, равный 22,4 л/моль.

n(H₂) = 500000 / 22,4 = 22321,4 моль.

Из уравнения видим, что на 1 моль CaH₂ приходится 2 моль H₂. Значит, гидрида кальция будет затрачено в 2 раза меньше — 22321,4 / 2 = 11160,7 моль.

M(CaH₂) = 42,09 г/моль.

m(CaH₂) = 42,09 · 11160,7 = 469754 г ≈ 470 кг.

Для наполнения аэростата потребуется 470 кг гидрида кальция.

3. При какой температуре начинается процесс разложения карбоната кальция на оксиды? В какую сторону (увеличения или уменьшения) надо сдвинуть температуру, чтобы процесс протекал только в прямом направлении?

Уравнение реакции:

CaCO₃ = CaO + CO₂

Рассчитаем тепловой эффект этой реакции.

H⁰ = H⁰(CaO) + H⁰(CO₂) – H⁰(CaCO₃)

H⁰(CaO) = –635,5 кДж/моль

H⁰(CO₂) = –393,51 кДж/моль

H⁰(CaCO₃) = –1206,9 кДж/моль

H⁰ = –635,5 + (–393,51) – (–1206,9) = 177,89 кДж.

Рассчитаем изменение энтропии.

S⁰ = S⁰(CaO) + S⁰(CO₂) – S⁰(CaCO₃)

S⁰(CaO) = 39,7 Дж/(мольК)

S⁰(CO₂) = 213,68 Дж/(мольК)

S⁰(CaCO₃) = 92,9 Дж/(мольК)

S⁰ = 39,7 + 213,68 – 92,9 = 160,48 Дж/К

Вычислим изменение энергии Гиббса при 298 К.

G⁰ = H⁰ – TS⁰ = 177,89 – 298  0,16048 = 130,07 кДж.

При стандартных условиях G⁰ > 0 и реакция разложения не идёт.

Рассчитаем температуру начала реакции. В этом случае G⁰ = 0.

H⁰ = TS⁰

T = H⁰ / S⁰ = 177,89 / 0,16048 = 1108 К.

При температуре выше 1108 К процесс разложения карбоната кальция идет в прямом направлении.

Экзаменационный билет №15

1. Дисперсные системы, коллоидное состояние вещества, условия возникновения. Устойчивость и коагуляция таких систем.