7.4 Требования к уровню подготовки студентов

• Знать понятия: проводники первого и второго рода, диэлектрики, электрод, гальванический элемент, анод и катод гальванического элемента, электродный потенциал, стандартный электродный потенциал, ряд напряжений металлов, ЭДС гальванического элемента.

• Иметь представление о причинах возникновения электродных потенциалов и методах их измерения.

• Иметь представление о принципах работы гальванического элемента.

• Уметь использовать уравнение Нернста для определения электродного потенциала в условиях, отличных от стандартных.

• Уметь записывать схемы гальванических элементов, электронные уравнения реакций, протекающих на катоде и аноде гальванического элемента.

• Уметь вычислять ЭДС гальванического элемента.

• Знать, что называется коррозией металлов, какие существуют ее виды, в чем их отличие.

• Знать причины возникновения коррозионных микрогальванических элементов, что такое коррозия с водородной и кислородной деполяризацией.

• Уметь составлять уравнения анодных и катодных процессов, протекающих при электрохимической коррозии.

• Иметь представление о методах защиты металлов от коррозии.

7.5 Задания для самоконтроля

7.5.1 Из каких электродов можно составить гальванический элемент, в котором кобальтовая пластинка будет исполнять роль анода? Активности катионов металлов в растворах электролитов равны 1 моль/л.

а) Co²⁺/Co и Cd²⁺/Cd; в) Co²⁺/Co и Fe²⁺/Fe;

б) Co²⁺/Co и Sn²⁺/Sn; г) Co²⁺/Co и Zn²⁺/Zn

7.5.2 Какова величина ЭДС указанного гальванического элемента при 25⁰С?

Fe/Fe²⁺(0,01 моль/л)//Sn²⁺(0,1 моль/л)/Sn

7.5.3 Составьте схему, напишите электронные уравнения электродных процессов и вычислите ЭДС гальванического элемента состоящего из пластин кадмия и магния, опущенных в растворы своих солей с концентрацией [Mg²⁺] = [Cd²⁺] = 1,0 моль/л. Изменится ли величина ЭДС, если концентрацию каждого из ионов понизить до 0,01 моль/л?

7.5.4 Составьте схемы двух гальванических элементов, в одном из которых никель является катодом, а в другом – анодом. Напишите для каждого из этих элементов электронные уравнения реакций, протекающих на катоде и на аноде.

7.5.5 Составьте схему гальванического элемента в основе которого лежит реакция, протекающая по уравнению:

N i + Pb(NO₃)₂ Ni(NO₃)₂ + Pb.

Напишите электронные уравнения анодного и катодного процессов. Вычислите ЭДС этого элемента, если [Ni ²⁺] = 0,01 моль/л; [Pb²⁺] = 0,0001 моль/л.

7.5.6 Из каких электродов можно составить гальванический элемент, в котором цинковая пластинка будет исполнять роль катода? Активности катионов металлов в растворах электролитов равны 1 моль/л.

а) Zn²⁺/Zn и Ni²⁺/Ni; в) Zn²⁺/Zn и Sn²⁺/Sn;

б) Zn²⁺/Zn и Fe²⁺/Fe; г) Zn²⁺/Zn и Al³⁺/Al

7.5.7 Какова величина ЭДС указанного гальванического элемента при 25⁰С?

Zn/Zn²⁺(0,01 моль/л)//Cu²⁺(0,1 моль/л)/Cu

7.5.8 Приведите примеры катодных и анодных покрытий для железа. Запишите для этих примеров уравнения процессов, протекающих на катоде и на аноде а) во влажном воздухе, б) в кислой среде при нарушении целостности покрытий.

7.5.9 Медь не вытесняет водород из разбавленной соляной кислоты. Однако, если к медной пластинке, опущенной в эту кислоту, прикоснуться цинковой проволокой, то на меди начинается выделение водорода. Объясните причину этого явления, записав уравнения катодного и анодного процессов.

7.5.10 Покрытие из какого металла: а) Fe; б) Zn; в) Al; г) Sn – не защитит кобальт от электрохимической коррозии при нарушении целостности этого покрытия?

7.5.11 Каким из перечисленных металлов: а) Pb; б) Cu; в)Ag; г) Cr – можно покрыть кобальт, чтобы при нарушении целостности покрытия он не подвергался коррозии?

7.5.12 Какой из перечисленных металлов: а) Cu; б) Mg; в) Ni; г) Pb – может служить в качестве протектора для железной конструкции?

7.5.13 Какой из перечисленных металлов: а) Al; б) Cu; в) Sn; г) Ni – может служить анодным покрытием для железа?

7.5.14 Какой из перечисленных металлов: а) Al; б) Ag; в) Zn; г) Cr – может служить катодным покрытием для железа?

7.5.15 Покрытие из какого металла: а) Mg; б) Al; в) Mn; г) Cu – не защитит железное изделие от электрохимической коррозии при нарушении целостности этого покрытия?

7.5.16 Каким из перечисленных металлов: а) Cu; б) Ni; в) Zn; г) Sn – можно покрыть железо, чтобы при нарушении целостности покрытия оно не подвергалось коррозии?

7.6 Список рекомендуемой литературы

7.6.1 Коровин Н.В. Общая химия: Учебник для технических направ. и спец. вузов. – М.: Высш. шк., 2009. – 557 с.

7.6.2 Глинка Н.Л. Общая химия: Учебное пособие для вузов/ Под ред. А.И.Ермакова. – М.: Интеграл-Пресс, 2010. – 728 с.

7.6.3 Глинка Н.Л. Задачи и упражнения по общей химии: Учебное пособие для вузов/ Под ред. В.А.Рабиновича и Х.М.Рубиной. – М.: Интеграл-Пресс, 2008. – 240 с.

7.6.4 Романцева Л.М. Сборник задач и упражнений по общей химии/ Л.М.Романцева, З.Л.Лещинская, В.А.Суханова. – М.: Высш. шк., 1991. – 288 с.