Добавил:

Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Поволжский государственный технологический университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Винокурова_химические_системы_2011

.pdf

Скачиваний:

610

Добавлен:

03.05.2015

Размер:

1.9 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1213 / 1513 14 15 > Следующая >>>

121

VЭ(Cl2 ) – объем моля эквивалентов хлора (н.у.) = 22,4 : 2 = 11,2 л;

V(Cl2 ) – объем хлора, выделившегося на аноде = 5,6 л.

5,6 96500

X1 Q 48250 Кл. 11,2

2) Q = I · τ , где I – сила тока, А; τ – время электролиза, с.

X2 I	Q		48250		6,7 A.
X2 I		120 60			6,7 A.
		120 60
3) Согласно закону Фарадея
mAl(теор)				Mэ(Al) Q
						,
				F		,
				F

МЭ(Al) – масса моля эквивалентов алюминия в AlCl3 рассчитывается как частное от деления атомной массы алюминия на его валентность МЭ(Al) = 27 : 3 = 9.

		X3 mAl(теор)		9 48250	4,5г.
		X3 mAl(теор)		96500	4,5г.
				96500
4) С учетом того, что выход по току алюминия
	mAl(практ )	100%
Al			составляет 93,6 %
Al			составляет 93,6 %

mAl(теор)

mAl(практ ) Al mAl(теор)

Х4 = mAl(практ ) = 0,936 · 4,5 = 4,212 г

Ответ: Q = 48250 Кл, I = 6,7 А, = 120 мин,

mAl(теор) = 4,5 г, mAl(практ ) = 4,212 г.

Варианты заданий для самостоятельного выполнения по теме «Электролиз» приведены в таблице 7.

Таблица 7

Варианты заданий по теме «Электролиз»

Соль

На катоде

На аноде

Выход

№

, л

инертном

растворим

Q, Кл

I, A

τ, мин

по

вар

раствор

расплав

mMe теор ,

гmMe практ , г

VО2 , л

VCl2 , л

материал

току

∆m’анод

анода

ВМе, %

0-А

сульфат олова (II)

–

22,18

Х4

–

Х3

–

Х1

Х2

120

0-Б

хлорид олова (II)

–

Х1

84,13

–

Х4

144000

Х3

Х2

0-B

–

хлорид

Х3

Х4

–

5,6

–

Х1

Х2

120

93,6

алюминия

хлорид цинка

–

Х2

15,24

–

Х4

–

Х1

Х3

нитрат

–

Х1

11,53

–

Х4

–

Х2

Х3

122

кадмия

сульфат

–

Х2

Х3

–

Х4

–

Х1

хрома (III)

–

хлорид

Х2

1,8

–

Х4

–

Х1

4,5

150

Х3

бериллия

–

хлорид

Х3

–

Х1

Х2

180

ванадия (II)

хлорид

–

Х3

Х4

–

16,7

–

Х1

Х2

99,7

палладия (II)

нитрат

–

Х2

376,6

–

22,4

–

Х1

Х4

Х3

осмия (II)

хлорид

–

Х1

235,77

–

Х3

–

386000

Х4

240

Х2

иридия (III)

–

хлорид

Х3

Х4

–

22,4

–

Х1

17,87

Х2

родия (III)

Продолжение табл. 7

сульфат

–

Х2

Х3

–

Х4

Х1

120

цинка

нитрат

–

Х3

Х4

–

Х2

–

57900

Х1

таллия (I)

сульфат

–

Х1

1,3

–

Х3

–

Х4

2,5

Х2

марганца (II)

хлорид

–

Х3

2,77

–

Х2

–

9650

1,5

Х1

Х4

кобальта (II)

хлорид

–

28,09

–

Х3

–

Х2

Х4

Х1

индия(III)

cульфат

–

Х2

5,03

–

Х4

–

9650

1,5

Х1

Х3

рутения (II)

сульфат

–

Х1

Х2

–

Х3

–

Х4

–

120

99,5

123

меди (II)

хлорид

–

Х3

–

Х2

–

193000

Х1

–

натрия

хлорид

–

Х3

39,25

–

22,4

–

Х1

Х2

120

Х4

титана (II)

хлорид

–

Х1

45,61

–

Х4

–

Х2

Х3

циркония (IV)

–

хлорид

Х1

Х2

–

Х3

–

Х4

240

97,5

бария

–

хлорид

Х1

194,5

–

Х3

–

386000

Х4

160

Х2

платины (IV)

нитрат

–

Х2

139,2

–

11,2

–

Х1

Х4

Х3

висмута (III)

нитрат

–

Х2

Х3

–

Х4

–

Х1

олова (II)

Продолжение табл. 7

хлорид

–

Х2

–

11,2

–

Х1

Х3

–

кальция

хлорид

–

Х2

Х3

–

Х4

Х1

120

97,2

палладия (II)

–

хлорид

Х1

Х2

–

Х3

193000

Х4

240

кальция

хлорид

–

Х2

Х3

–

Х4

Х1

140

99,7

иридия (III)

нитрат

–

Х3

2084,88

–

67,2

Х1

Х2

Х4

таллия (I)

сульфат

–

Х2

1,93

–

Х4

–

36000

Х1

Х3

олова (II)

–

хлорид

Х2

Х3

Х4

Х1

99,5

124

родия (III)

сульфат

–

5,05

Х1

–

Х3

–

Х2

Х4

99,6

рутения (II)

хлорид

–

Х1

–

Х3

Х2

Х4

индия (III)

–

хлорид

Х1

47,19

–

Х3

193000

100

Х4

Х2

титана (II)

–

хлорид

Х2

Х3

–

Х4

Х1

120

99,2

циркония (IV)

нитрат

–

Х1

–

Х3

–

Х2

144000

Х4

кадмия

–

хлорид

Х2

Х3

–

6,78

Х1

Х4

120

93,6

алюминия

сульфат

–

Х2

27,73

–

11,2

–

Х1

Х4

Х3

хрома (III)

Продолжение табл. 7

–

хлорид

–

Х4

Х1

110,6

Х2

Х3

кальция

сульфат

–

Х1

64,22

–

Х3

–

Х2

Х4

железа (II)

–

хлорид

88,035

Х2

Х3

Х4

никеля

нитрат

–

Х1

13,4

–

Х4

–

48250

Х3

Х2

цинка

хлорид

–

Х1

79,43

–

Х4

Х2

Х3

меди (II)

хлорид

Х2

37,91

–

Х4

Х1

100,02

16,08

Х3

кальция

125

нитрат

–

Х1

Х2

–

193000

Х3

алюминия

–

хлорид

Х1

Х2

–

Х3

241250

Х4

бериллия

хлорид

Х1

–

Х3

Х4

13,1

300

Х2

цинка

нитрат

–

Х2

Х3

–

Х4

–

193000

Х1

висмута (II)

хлорид

Х2

117

–

Х3

386000

Х1

150

Х4

кобальта (II)

сульфат

–

Х2

Х4

–

Х3

Х1

100

8,04

меди (II)

нитрат

–

Х1

32,4

–

20850

500

Х3

Х2

серебра

Продолжение табл. 7

нитрат

–

Х3

Х4

–

Х2

–

57900

Х1

никеля (II)

сульфат

–

Х1

1,3

–

Х3

–

Х4

2,5

Х2

титана (II)

сульфат

–

Х3

2,87

–

Х2

–

9650

2,0

Х1

Х4

кобальта (II)

хлорид

–

8,8

11,2

–

Х3

–

Х2

Х4

Х1

хрома (III)

cульфат

–

Х2

4,8

–

Х4

–

9650

1,5

Х1

Х3

кадмия

сульфат

–

Х1

Х2

–

Х3

–

Х4

–

2,0

120

89,5

126

никеля (II)

хлорид

–

Х3

–

Х2

–

193000

3,0

Х1

–

бария

хлорид

–

Х3

42,25

–

22,4

–

Х1

Х2

120

Х4

марганца (II)

хлорид

–

Х1

22,4

–

Х4

–

Х2

Х3

кадмия

–

хлорид

Х1

Х2

–

Х3

–

Х4

240

97,5

калия

–

хлорид

Х1

151,05

–

Х3

–

289500

Х4

160

Х2

палладия (II)

нитрат

–

Х2

99,2

–

11,2

–

Х1

Х4

Х3

ртути (II)

нитрат

–

Х2

Х3

–

Х4

–

Х1

свинца (II)

Окончание табл. 7

сульфат

–

Х2

Х3

–

Х4

Х1

120

хрома (III)

нитрат

–

Х3

Х4

–

Х2

–

57900

Х1

марганца (II)

сульфат

–

Х1

1,8

–

Х3

–

Х4

2,5

Х2

никеля (II)

нитрат

–

Х3

5,2

–

Х2

–

9650

1,5

Х1

Х4

палладия (II)

хлорид

–

29,5

26,5

–

Х3

–

Х2

Х4

Х1

никеля (II)

cульфат

–

Х2

5,03

–

Х4

–

9650

1,5

Х1

Х3

127

рутения (II)

хлорид

–

Х1

Х2

–

Х3

Х4

–

120

99,5

палладия (II)

хлорид

–

Х3

–

Х2

–

193000

Х1

–

калия

cульфат

–

Х3

11,2

–

Х1

Х2

120

–

натрия

–

гидроксид

Х1

50,4

–

Х4

–

Х2

Х3

калия

–

хлорид

Х1

Х2

–

Х3

–

Х4

240

магния

–

хлорид

Х1

84,5

–

Х3

–

386000

Х4

160

Х2

натрия

128

ЗАДАНИЕ 11

КОРРОЗИЯ МЕТАЛЛОВ

Цель и задачи

Изучив тему «Коррозия и защита металлов», студенты должны:

1)знать причины, основные виды и механизмы коррозии;

2)уметь записать уравнения электродных процессов электрохимической коррозии;

3)знать основные методы защиты от коррозии, их механизм.

4)уметь определить характер металлического покрытия (анодное или катодное);

5)уметь подобрать протектор для защиты того или иного металла.

Знание этой темы необходимо при изучении специальных дисциплин, связанных с технологией получения и применением материалов и покрытий, при решении практических задач, касающихся совместимости материалов приборов и конструкций, их защиты от коррозии.

Литература

1.Коровин Н.В. Общая химия. – М.: Высшая школа, 2003. – Гл. 10, §§ 10.1-10.4.

2.Глинка Н.Л. Общая химия. – Л.: Химия, 2005. – Гл. 38, § 5.

3.Харин А.Н. Курс химии. – М.: Высшая школа, 1983. – Гл. 8, §§ 10-11.

4.Лучинский Г.П. Курс химии. – М.: Высшая школа, 1985. – Гл. 20,

§§ 10-12.

План изучения темы

1.Используя указанную литературу, ознакомиться со следующими вопросами и составить краткий конспект:

определение коррозии, ее основные виды; химическая коррозия; электрохимическая коррозия; методы защиты металлов от коррозии.

2.Разобрать приведенный ниже пример решения нулевого варианта.

3.Выполнить задание согласно номеру своего варианта.

129

Пример решения задания нулевого варианта

Задание. К какому типу относится никелевое покрытие на железе? Какие процессы будут протекать при температуре 298 К во влажном воздухе при нарушении сплошности этого покрытия? Составьте электрохимическую схему образующегося в рассматриваемой системе гальванического элемента. Напишите уравнения электродных процессов. Какие продукты образуются в результате коррозии? Дайте оценку защитных свойств рассматриваемого покрытия.

Решение. Для определения типа покрытия находим по таблице (приложение 3) величины стандартных электродных потенциалов металлов, входящих в состав рассматриваемой электрохимической системы:

Е0(Fe2+/Fe) = -0,44В;

Е0(Ni2+/Ni) = -0,25В.

Т.к. электродный потенциал покрытия (никеля) более положителен, чем электродный потенциал основного металла, никелевое покрытие в данном случае является катодным.

При нарушении сплошности покрытия возникает короткозамкнутый гальванический элемент (проводящей средой является пленка влаги, адсорбированной поверхностью металла).

Электрохимическая схема элемента:

А(–) Fe / H2O, О2 / Ni К (+).

Коррозия будет протекать по электрохимическому механизму. Анодным процессом в этой системе будет процесс окисления (кор-

розии) основного материала (железа). Схема анодного процесса:

А(–): Fe – 2e  Fe2+.

Образующиеся электроны переходят на катодные участки и там связываются окислителем (в рассматриваемой системе – молекулами кислорода).

Схема катодного процесса:

К (Ni): О2 + 2Н2О + 4e  4ОН– (кислородная деполяризация). Кроме электрохимических процессов в рассматриваемой системе

протекают вторичные химические реакции:

Fe2+ + 2OH–  Fe(OH)2;

4Fe(OH)2 + О2 + 2Н2О  4Fe(OH)3.

При высушивании гидроксид железа (Ш) частично теряет воду и образуется соединение, отвечающее составу бурой ржавчины:

Fe(OH)3  FeО(OH) + Н2О.

Таким образом, катодные покрытия защищают металл от коррозии только при отсутствии повреждений покрытия. При нарушении сплошности покрытия в системе возникает короткозамкнутый гальванический элемент, при работе которого происходит анодное окисление основного металла.

130

Задания для самостоятельного выполнения

На изделие нанесено металлическое покрытие. Определите тип этого покрытия. Какие процессы будут протекать при температуре 298К в заданной коррозионной среде при нарушении сплошности покрытия?

Составьте электрохимическую схему образующегося в рассматриваемой системе гальванического элемента. Напишите уравнения электродных процессов. Какие продукты образуются в результате коррозии?

Дайте оценку защитных свойств нанесенного покрытия. Предложите более надежный способ защиты изделия от коррозии.

			Таблица 9
Варианты заданий по теме «Коррозия металлов»

Номер	Основной	Материал	Коррозионная
варианта	металл	покрытия	среда
1	2	3	4
0	железо	никель	влажный воздух
1	железо	магний	кислая почва
2	медь	цинк	нейтральная почва
3	никель	цинк	раствор соляной кислоты
4	медь	магний	влажный воздух
5	медь	серебро	влажный воздух
6	кобальт	цинк	раствор серной кислоты
7	железо	свинец	кислая почва
8	никель	олово	морская вода
9	железо	титан	влажный воздух
10	железо	олово	кислая почва
11	медь	олово	раствор серной кислоты
12	никель	титан	кислая почва
13	магний	никель	раствор серной кислоты
14	железо	свинец	морская вода
15	железо	титан	раствор соляной кислоты
16	никель	олово	кислая почва
17	медь	магний	кислая почва
18	серебро	никель	влажный воздух
19	железо	олово	раствор серной кислоты
20	магний	олово	влажный воздух
21	никель	титан	морская вода
22	никель	железо	кислая почва
23	свинец	кадмий	влажный воздух
24	свинец	медь	раствор соляной кислоты
25	кобальт	серебро	морская вода
26	медь	олово	морская вода
27	железо	цинк	кислая почва
28	медь	серебро	влажный воздух
29	железо	никель	раствор соляной кислоты
30	железо	олово	нейтральная почва

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1213 / 1513 14 15 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

#
21.08.201926.07 Кб3Васенин.docx
#
03.05.201585.91 Кб48Введение.docx
#
03.05.2015483.33 Кб35ведомости объемов работ.doc
#
24.09.20192.01 Mб7Весы.doc
#
15.07.20191.92 Mб15видеокарты мой реферат.docx
#
03.05.20151.9 Mб610Винокурова_химические_системы_2011.pdf
#
16.11.20193.45 Mб11ВКР_Основная часть ПЗ.doc
#
03.05.20154.08 Mб211Войтко П. Ф. Лесосплавной флот 2009.pdf
#
11.11.2018622.59 Кб10Вольчик В.В. - Курс лекций по институциональной....doc
#
18.12.201884.26 Кб13ВОПРОСЫ 1,9,17,25,33,41,49.docx
#
03.05.2015316.34 Кб494вопросы и ответы для печати.docx