ТР4
.doc******** Самостоятельное расчетное задание № 4
для ИТАЭ (гр. Тф – 9¸ 14)
ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ
ЗАДАЧА 1. Вам необходимо собрать гальванический элемент (ГЭ).
1. Подберите АНОД для заданного КАТОДА (п.1) для гальванического элемента при стандартном состоянии (с.с.) и 298 К.
2. Напишите уравнения процессов, протекающих на аноде и катоде в работающем ГЭ. Напишите уравнение токообразующей реакции.
3. Рассчитайте ЭДС и максимальную электрическую работу ГЭ при с.с. и 298 К.
4. Рассчитайте ЭДС и максимальную электрическую работу Вашего ГЭ при уменьшении активности потенциалопределяющих ионов катода в 100 раз.
5. Покажите ход поляризационных кривых в гальваническом элементе. Объясните, почему меняется значение потенциалов анода и катода при работе гальваническоо элемента, почему напряжение ГЭ не равно ЭДС.
6. Предложите способы увеличения напряжения ВАШЕГО ГЭ.
7. Предложите концентрационный ГЭ на основе вашего анода. Рассчитайте ЭДС, напишите уравнения электродных процессов.
ЗАДАЧА 2. Рассмотрите электролиз водного раствора электролита (п.2) на заданных электродах (п.3).
1. Рассмотрите ионный состав раствора электролита, оцените приблизительный водородный показатель среды pH и определите потенциалы возможных электродных процессов.
2. Напишите уравнения электродных процессов, которые идут при электролизе на заданных электродах (п.3). Определите, как будет меняться среда у анода и катода в процессе электролиза.
3. Покажите ход поляризационных кривых при электролизе.
4. Рассчитайте теоретическую минимальную разность протенциалов, которую необходимо подать на электроды (п.3) для проведения электролиза данного раствора электролита.
5. Покажите, как изменятся электродные процессы, если произвести замену электродов (п.4).
6. Рассчитайте, сколько и каких веществ выделится на катоде, если электролиз проводить при заданной силе тока ( I ) в течение заданного времени (t) при известном выходе металла по току Bi, % .
ЗАДАЧА 3. Для заданного сплава (п.5)
1. Определите термодинамическую возможность электрохимической коррозии сплава при 298 К в среде с заданным значением pH при контакте с воздухом. Напишите уравнения анодного и катодного коррозионных процессов.
2. Определите диапазон значений рН коррозионной среды, при которых возможна коррозия данного сплава с водородной деполяризацией.
3. Рассчитайте, сколько и какого металла прокорродировало, если в процессе коррозии сплава поглотилось VO2 мл кислорода и выделилось VН2 мл водорода, условия считать нормальными.
4. Предложите анодное и катодное покрытия для заданного сплава. Напишите уравнения коррозионных процессов при нарушении целостности покрытия.
5. Предложите материал протектора для данного сплава. Напишите уравнения коррозионных процессов при протекторной защите.
*********С/р 4 Электрохимические процессы
|
Вар № |
Задача 1 |
Задача 2 |
Задача 3 |
||||||||
|
Катод (п. 1) |
Электролит (п. 2) |
Электроды |
I,А |
t, час |
Bi , % |
Cплав (п. 5) |
pH |
VO2 , мл |
VН2 , мл |
||
|
Начал. (п. 3) |
Замена (п. 4) |
||||||||||
|
1 |
O2/OH- |
AgNO3 |
C |
Fe |
20 |
5 |
90 |
Sn-Cu |
3 |
28 |
- |
|
2 |
Zn2+/Zn |
CoCl2 |
C |
Co |
5 |
2 |
70 |
Fe-Sn |
5 |
28 |
28 |
|
3 |
Cu2+/Cu |
SnCl2 |
C |
Sn |
10 |
2 |
60 |
Fe-Cd |
4 |
56 |
56 |
|
4 |
O2/OH- |
NaOH |
Pt |
Ni |
1 |
2 |
0 |
Zn-Cd |
7 |
112 |
56 |
|
5 |
H+/H2 |
MgCl2 |
C |
Cu |
6 |
0,5 |
0 |
Zn-Cu |
1 |
112 |
112 |
|
6 |
Ag+/Ag |
NiSO4 |
C |
Ni |
20 |
1 |
75 |
Fe-Cu |
2 |
112 |
56 |
|
7 |
O2/OH- |
NaOH |
C |
Cu |
10 |
3 |
0 |
Fe-Co |
4 |
56 |
28 |
|
8 |
Cl2/Cl- |
FeCl2 |
Pt |
Fe |
20 |
5 |
70 |
Cu-Zn |
2 |
56 |
112 |
|
9 |
H+/H2 |
ZnSO4 |
C |
Zn |
25 |
2 |
70 |
Pb-Sn |
1 |
56 |
28 |
|
10 |
Sn2+/Sn |
Mg(NO3)2 |
C |
Fe |
15 |
1 |
0 |
Zn-Ag |
6 |
112 |
28 |
|
11 |
Cl2/Cl- |
NaCl |
Pt |
Ni |
40 |
1,5 |
0 |
Ni-Cd |
3 |
56 |
28 |
|
12 |
Co2+/Co |
SnSO4 |
C |
Sn |
5 |
5 |
60 |
Pb-Cu |
4 |
28 |
- |
|
13 |
Pb2+/Pb |
FeSO4 |
Pt |
Fe |
2,5 |
0,5 |
70 |
Fe-Ni |
8 |
56 |
- |
|
14 |
Cl2/Cl- |
KOH |
Pt |
Fe |
20 |
0,5 |
0 |
Sn-Ag |
4 |
28 |
- |
|
15 |
H+/H2 |
Fe(NO3)2 |
C |
Fe |
7 |
2 |
60 |
Cd-Cu |
7 |
56 |
- |
|
16 |
Cl2/Cl- |
Cu(NO3)2 |
C |
Cu |
10 |
2,5 |
90 |
Zn-Sn |
2 |
56 |
56 |
|
17 |
H+/H2 |
NiCl2 |
Pt |
Ni |
15 |
2 |
60 |
Mg-Ni |
7 |
112 |
112 |
|
18 |
Ni2+/Ni |
Pb(NO3)2 |
C |
Pb |
6 |
1 |
50 |
Zn-Ni |
5 |
112 |
56 |
|
19 |
Co2+/Co |
NaOH |
C |
Fe |
2 |
1 |
0 |
Sn-Ag |
1 |
28 |
28 |
|
20 |
Fe2+/Fe |
AgNO3 |
Pt |
Ag |
25 |
0,5 |
90 |
Fe-Pb |
3 |
56 |
56 |
|
21 |
O2/OH- |
CdSO4 |
C |
Cd |
35 |
2,5 |
60 |
Fe-Cu |
3 |
56 |
28 |
|
22 |
Fe2+/Fe |
NiSO4 |
Pt |
Ni |
25 |
1 |
70 |
Cd-Pb |
6 |
28 |
- |
|
23 |
O2/OH- |
HCl |
Pt |
Zn |
15 |
0,5 |
0 |
Zn-Ag |
4 |
56 |
56 |
|
24 |
Cl2/Cl- |
Cu(NO3)2 |
Pt |
Cu |
5 |
5 |
90 |
Cu-Cd |
2 |
56 |
28 |
|
25 |
Cd2+/Cd |
KCl |
Pt |
Ni |
10 |
1 |
0 |
Sn-Cd |
4 |
28 |
28 |
|
26 |
Ag+/Ag |
Na2SO4 |
Pt |
Ni |
10 |
5 |
0 |
Fe-Ni |
4 |
28 |
28 |
|
27 |
H+/H2 |
K2SO4 |
C |
Fe |
20 |
3 |
0 |
Cu-Co |
3 |
28 |
28 |
|
28 |
Cl2/Cl- |
NaCl |
Pt |
Ni |
20 |
2,5 |
0 |
Fe-Co |
2 |
56 |
56 |
|
29 |
Co2+/Co |
ZnCl2 |
C |
Zn |
10 |
2 |
70 |
Cu-Sn |
6 |
56 |
- |
|
30 |
H+/H2 |
CuSO4 |
Pt |
Cu |
1 |
1 |
90 |
Pb-Sn |
12 |
28 |
- |
|
31 |
Sn2+/Sn |
CdCl2 |
C |
Cd |
1 |
3 |
50 |
Mg-Ni |
8 |
56 |
56 |
|
32 |
Zn2+/Zn |
ZnSO4 |
C |
Zn |
10 |
1 |
60 |
Fe-Ag |
4 |
28 |
56 |
|
33 |
Pb2+/Pb |
MgCl2 |
Pt |
Ni |
10 |
1 |
0 |
Cu-Sn |
8 |
28 |
- |
|
34 |
O2/OH- |
KNO3 |
C |
Fe |
5 |
5 |
0 |
Cd-Ni |
10 |
56 |
- |
|
35 |
O2/OH- |
Ca(NO3)2 |
C |
Cu |
2 |
2 |
0 |
Ni-Pd |
5 |
56 |
- |