- •Утверждаю
- •1. Электрохимические системы. Химические источники тока. Коррозия металлов
- •1.1. Предмет электрохимии
- •1.2. Электродные потенциалы. Уравнение Нернста
- •1.3. Гальванические элементы и их роль в электрохимической коррозии металлов
- •1.4. Задачи для самостоятельной работы
- •Предлагаемые варианты задач
- •Задачи повышенной сложности
- •1.5. Лабораторная работа № 1 Коррозия и защита металлов
- •Опыт 1. Влияние образования гальванических элементов на коррозию металлов
- •Опыт 2. Коррозия железа в результате различного доступа кислорода
- •Опыт 3. Влияние хлорид - ионов на коррозию алюминия
- •Опыт 4. Коррозия луженого и оцинкованного железа
- •Стандартные потенциалы металлических, водородного и кислородного электродов (при парциальных давлениях водорода и кислорода 1 атм), измеренные относительно стандартного водородного электрода
- •2. Равновесная термодинамика. Химические и фазовые равновесия в одно- и многокомпонентных системах
- •2.1. Химический потенциал. Правило фаз
- •2.2. Фазовые равновесия в однокомпонентных системах
- •2.3. Фазовые равновесия в двухкомпонентных системах
- •2.3.1. Равновесие между жидкой и твердой фазой. Эвтектические смеси
- •2.3.2. Равновесие между жидкостью и паром. Азеотропные смеси. Законы Коновалова
- •2.4. Примеры решения задач и задачи для самостоятельной работы Примеры решения задач
- •Задачи для самостоятельной работы
- •3. Поверхностные явления. Адсорбция
- •3.1. Движущие силы адсорбции
- •3.2. Адсорбция на границе раздела жидкой и газообразной фаз. Поверхностно-активные вещества (пав)
- •3.3. Адсорбция на границе раздела твердой и жидкой (газообразной) фаз
- •3.3.1. Теория мономолекулярной адсорбции
- •3.3.2. Хроматография
- •3.3.3. Ионообменная адсорбция и хроматография
- •3.4. Примеры решения задач и задачи для самостоятельной работы Примеры решения задач
- •Задача для самостоятельной работы
- •3.5. Лабораторная работа № 2. Адсорбция уксусной кислоты из водного раствора на активированном угле
- •Реактивы и посуда
- •Методика выполнения работы
- •Расчеты и обработка результатов
- •4. Кинетика и катализ
- •4.1. Теория абсолютных скоростей химических реакций [4]
- •4.2. Кинетика каталитических реакций
- •4.3. Принцип линейных соотношений свободных энергий (лссэ)
- •4.4. Задачи для самостоятельной работы
- •5. Макрокинетика
- •Вопросы для подготовки к устному экзамену по курсу физической химии ( III семестр)
- •1. Химические источники тока. Коррозия металлов
- •2. Адсорбция и хроматография
- •3. Фазовые равновесия
- •5. Макрокинетика
- •Литература
Опыт 4. Коррозия луженого и оцинкованного железа
Налейте в химический стакан 100 мл воды, добавьте 3-4 капли разбавленной серной кислоты и такое же количество раствора К3[Fe(CN)6]. Раствор перемешайте и разлейте поровну в две фарфоровые чашки. В одну из них поместите пластинку оцинкованного железа (с поцарапанным цинковым покрытием), в другую – железную пластинку с наплавленным кусочком олова. Важно, чтобы в обоих случаях коррозионная среда попадала на границу контакта двух разных металлов.
Заметьте время от погружения пластинок до появления синего окрашивания в коррозионной среде, т.е. до появления в ней ионов Fe2+ (cм. опыт 2).
Результаты опыта оформите в виде таблицы и ответов на вопросы.
|
Электролит |
H2SO4 | |
|
Контактирующие металлы |
Fe / Zn |
Fe / Sn |
|
Ионно-электронные схемы процессов, идущих в образующихся гальванических элементах |
|
|
Вопросы:
1. На основании схемы работы образующихся гальванических элементов объясните, в каком случае и почему скорость коррозии железа меньше - при контакте железа с цинком или с оловом? Укажите тип образующихся гальванических элементов.
2. Какое покрытие (Zn или Sn) для железа является анодным, какое катодным? Какое из покрытий надежнее защищает железо от коррозии после повреждения (нарушения) покрытия?
3. Начнет ли (и когда ) корродировать в кислой водной среде железо, покрытое Zn, после повреждения покрытия ? Если да, то напишите уравнение соответствующей окислительно-восстановительной реакции в ионно-электронной форме.
Таблица 1.1
Стандартные потенциалы металлических, водородного и кислородного электродов (при парциальных давлениях водорода и кислорода 1 атм), измеренные относительно стандартного водородного электрода
|
Электрод |
Электродный процесс |
Ео, В |
|
Li / Li |
Li +е ↔ Li |
- 3.04 |
|
Rb / Rb |
Rb +e ↔ Rb |
- 2.925 |
|
K / K |
K +e ↔ K |
- 2.925 |
|
Cs / Cs |
Cs +e ↔ Cs |
- 2.923 |
|
Ba2 / Ba |
Ba2 +2e ↔ Ba |
- 2.906 |
|
Ca2 / Ca |
Ca2 +2e ↔ Ca |
- 2.866 |
|
Na / Na |
Na +e ↔ Na |
-2.714 |
|
Mg2 / Mg |
Mg2 +2e ↔ Mg |
- 2.363 |
|
Be2 / Be |
Be2 +2e ↔ Be |
- 1.847 |
|
Al3 / Al |
Al3 +3e ↔ Al |
- 1.662 |
|
Ti2 / Ti |
Ti2 +2e ↔ Ti |
- 1.628 |
|
Mn2 / Mn |
Mn2 +2e ↔ Mn |
- 1.180 |
|
H2O / H2(газ) ( OH) |
2H2O + 2e ↔ H2 ↑ + 2OH (pH = 14) |
- 0.830 |
|
Zn2 / Zn |
Zn2 + 2e ↔ Zn |
- 0.763 |
|
Cr3 / Cr |
Cr3 +3e ↔ Cr |
- 0.744 |
|
Fe2 / Fe |
Fe2 +2e ↔ Fe |
- 0.440 |
|
Cd2 / Cd |
Cd2 +2e ↔ Cd |
- 0.403 |
|
Co2 / Co |
Co2 +2e ↔ Co |
- 0.277 |
|
Ni2 / Ni |
Ni2 +2e ↔ Ni |
- 0.250 |
|
Sn2 / Sn |
Sn2 +2e ↔ Sn |
- 0.136 |
|
Pb2 / Pb |
Pb2 +2e ↔ Pb |
- 0.126 |
|
Fe3 / Fe |
Fe3 +3e ↔ Fe |
- 0.036 |
|
2H / H2(газ) |
2H + 2e ↔ H2 (pH = 0) |
0.00 |
|
Sb2 / Sb |
Sb2 +2e ↔ Sb |
+0.200 |
|
Bi3 / Bi |
Bi3 +3e ↔ Bi |
+0.220 |
|
Cu2 / Cu |
Cu2 +2e ↔ Cu |
+0.337 |
|
(H2O) O2 / 2OH (OH-) |
O2 + 2H2O +4e ↔ 4OH (pH = 14) |
+ 0.403 |
|
Hg2 2 / Hg |
Hg2 2 +2e ↔ Hg |
+ 0.790 |
|
Ag / Ag |
Ag +e Ag |
+ 0.800 |
|
Hg2 / Hg |
Hg2 +2e ↔ Hg |
+ 0.854 |
|
Pd2 / Pd |
Pd2 +2e ↔ Pd |
+ 0.987 |
|
Pt2 / Pt |
Pt2 +2e ↔ Pt |
+ 1.190 |
|
(H) O2 / 2H2O |
O2 + 4H +4e ↔ 2H2O (pH = 0) |
+ 1.229 |
|
Au3 / Au |
Au3 + 3e ↔ Au |
+ 1.498 |
|
Au / Au |
Au + e ↔ Au |
+ 1.691 |