Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Электрохимические методы исследования металлов и сплавов. Лабораторный практикум
.pdf
– определить области электрохимической и диффузионной
кинетики;
–
раскрыть электрохимическое содержание точек и асимптот
на поляризационной кривой.
3.
а) для первого варианта:
сравнить рассчитанные с помощью программы «LabWork7»
–
данные с экспериментальными данными, полученными в лабораторной работе 1;
объяснить расхождения рассчитанных и эксперименталь-
–
ных данных;
б) для второго варианта:
объяснить, для каких металлов результаты расчета могут
–
быть получены экспериментальным путем.
4.
Общие требования к отчету изложены в прил. 5.
7.5. Контрольные вопросы
1. Каково условие совместного протекания двух реакций на катоде?
Как определить выход по току одной из катодных реакций в
2.
общем катодном процессе?
3.
Используя представления о кинетике совместного протекания
двух реакций дайте объяснение процессу совместного выделения на
катоде металла и водорода.
4.
Чем опасно выделение водорода при гальваническом осаждении металлов?
5.
Можно ли осаждать электролизом сплавы?
Чем отличается термодинамика процессов совместного осажде-
6.
ния двух металлов от совместного выделения металла и водорода?
7.
Используя представления о кинетике совместного протекания
двух реакций дайте объяснение катодному процессу коррозии с кислородно-водородной деполяризацией.
8.
Какие металлы будут корродировать в нейтральной среде с водородной деполяризацией?
61
Библиографический список
Андреев
Ю.Я. Физико-химия металлов и неметаллических мате-
риалов. Разд.: Электрохимия металлов и сплавов: Курс лекций. – М.:
МИСиС, 1993. – 138 с.
Андреев Ю.Я. Электрохимия металлов и сплавов: Курс лекций
электронная версия). – М.: МИСиС, 2007. – 111 с.
(
Бокштейн Б.С. Диффузия в металлах. – М.: Металлургия, 1978. –
248
с.
Жук Н.П. Курс теории и коррозии металлов. – M.: Металлургия,
1976. –
С. 302–317.
Скорчеллетти В.В. Теоретическая электрохимия. – Л.: Химия,
1974. – 607
с.
62
ПРИЛОЖЕНИЯ
Zn 2 Zn
Fe 2 Fe
Ni 2 Ni
Sn 2 Sn
2
HH
Cu 2 Cu
22
O4H4 2HO
Cl 2 2Cl
2
28 4
SO 2 2SO
Приложение
Таблица стандартных потенциалов некоторых электродных реакций
Электродная реакция Стандартный потенциал, В
2
e++⇔
2
e++⇔
2
e++⇔
2
e++⇔
e++⇔
2
e++⇔
+
++⇔
e−+⇔
2
−−
e
+⇔
1
2
e
–0,76
–0,44
–0,23
–0,14
0,0
+0,34
+1,23
+1,36
+2,0
1
63
Токи обмена некоторых электродных реакций
2
Fe Fe 2
e
FeSO , 1
7
110
Ni Ni 2
e
NiSO , 1
8
310
Cu Cu 2
e
CuSO , 1
4
110
e
AgNO , 1
5
3,2 10
Zn Zn 2
e
ZnSO , 1
5
410
Cu Cu 2
e
3
2,5 10
Cu Cu 2
e
3
1,14 10
22
O4H4 2HO
10
110
2
HH
3
110
2
HH
6
2,5 10
2
HH
8
1,58 10
Электродная
реакция
2
+
→+
2
+
→+
2
+
→+
Приложение 2
Электролит
или материал катода
a+=
2
4
Fe
a+=
2
4
Ni
a+=
2
4
Cu
Ток обмена
,A/смi
о
−
⋅
−
⋅
−
⋅
Коэффи-
циент
переноса α
–
–
–
Ag Ag
++→
+
→+
2
+
→+
→+
→+
+
e++→
e++→
e++→
2
+
2
+
e
1
2
1
2
1
2
a+=
3
Ag
a+=
4
Zn
0,5 M CuSO
+ 0,5 M H
2SO4
1 M CuSO
+ 0,5 M H
2SO4
–
Платина
Железо
Медь
−
⋅
2
+
4
+
4
⋅
⋅
⋅
⋅
⋅
⋅
⋅
−
−
−
−
−
−
−
–
–
0,32
–
–
–
0,49
0,58
64
Приложение 3
Энергия активации (Q) и предэкспоненциальный множитель (D0),
соответствующие парциальному коэффициенту диффузии Zn
системы Cu–Zn (
α-твердый раствор)
*
Концентрация Zn, % ат. D
, см2/с Q, ккал/моль
0
0,12 0,099 163,02
0,205 0,12 152,57
0,225 0,083 147,14
0,252 0,035 135,85
___________
*
Cм.: Resnick R., Balluffi R. W. // Trans. AIME, 1955. Vol. 203. Р. 1004.
65
Приложение 4
Средние ионные коэффициенты активности γ± электролитов
в водных растворах при 298 К
Электро-
лит
10
CuSO4 0,85 0,74 0,4 0,216 0,15 0,062 0.042 – – –
CuCl2 0,888 0,723 0,577 0,508 0,411 0,417 0,466 – –
FeCl2 – 0,89 0,75 0,62 0,52 0,452 0,51 0,79 – –
NaCl 0,99 0,965 0,903 0,822 0,778 0,681 0,657 0,668 – –
NiSO4 – – – – 0,150 0,063 0,042 0,034 – –
ZnSO4 – 0,700 0,387 0,202 0,150 0,063 0,043 0,035 – –
ZnCl2 – 0,88 0,71 0,56 0,515 0,394 0,339 0,289 0,354 0,898
H2SO4 – 0,83 0,54 0,34 0,37 0,16 0,132 0,128 0,208 0,559
HCl 0,99 0,97 0,91 0,83 0,8 0,76 0,81 1,01 2,35 10,44
Значения γ± при концентрации (моляльности), моль/кг
–4
10–3 10–2 0,05 0,1 0,5 1,0 2,0 5,0 10,0
HNO3 – 0,965 0,902 0,823 0,791 0,720 0,724 0,793 – –
NaOH – – 0,905 0,818 0,766 0,690 0,678 0,709 1,077 3,23
66
Приложение 5
Требования к отчету
оформляют на листах бумаги формата А4 (объем 4–6 стр.) с
Отчет
графиками на миллиметровой бумаге. Отчет состоит из следующих
разделов:
Раздел «Цель работы», в котором на основе теоретического
1.
введения к лабораторной работе кратко излагается сущность изучаемого электрохимического явления или процесса, элементы теории,
используемые в лабораторной работе, и указывается ее цель.
2.
Раздел «Методика» содержит краткое определение метода изучения данного явления (процесса) и принципиальную схему установки, применяемую в работе.
3.
Раздел «Результаты опытов и их обсуждение» содержит:
а) первичные результаты опытов;
б) обработку опытных данных, включающую расчет по формулам, построение графиков и математическую обработку данных с
определением ошибки эксперимента;
в) анализ результатов экспериментов с привлечением рекомендованной литературы, включающий трактовку полученных данных и их соответствие теоретически ожидаемому результату, как-то:
термодинамический анализ возможных электродных реакций и их
соответствие реальным процессам; анализ кинетики протекания
электрохимических процессов (количество и вид одновременно протекающих электродных реакций, лимитирующие стадии электродных реакций, область применения кинетических уравнений).
4.
Раздел «Выводы» как конечный результат анализа термодинамики и кинетики изучаемого электрохимического явления (процесса), сформулированный в виде нескольких тезисов.
67
Учебное издание
АНДРЕЕВ Юрий Яковлевич
КУТЫРЕВ Алексей Евгеньевич
ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ
Лабораторный практикум
Редактор Т.А. Кравченко
Компьютерная верстка И.В. Воловик
Подписано в печать 03.09.09 Бумага офсетная
Формат 60 × 90
Рег. № 051 Тираж 130 экз. Заказ 2340
Государственный технологический университет
«
Московский институт стали и сплавов»,
119049,
Издательский Дом МИСиС,
119049,
Тел.: 647-23-09, 954-19-22
Отпечатано в типографии Издательского Дома МИСиС,
117419,
Тел.: 954-73-94, 954-19-22
68
Москва, Ленинский пр-т, 4
Москва, Ленинский пр-т, 2
Москва, ул. Орджоникидзе, 8/9
1
/
16
Печать офсетная Уч.-изд. л. 4,25
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]