- •Химия. Общая и неорганическая химия.
- •Содержание
- •Введение
- •1 Методические указания по использованию учебно-методического пособия
- •2 Список рекомендуемой литературы
- •3 Задания
- •1. Вопросы, которые необходимо изучить и уметь дать на них ответ:
- •1. Вопросы, которые необходимо изучить и уметь дать на них ответ:
- •1. Вопросы, которые необходимо изучить и уметь дать на них ответ:
- •1. Вопросы, которые необходимо изучить и уметь дать на них ответ:
- •Вопрос 1.
- •Вопрос 2.
- •Вопрос 3.
- •Вопрос 4.
- •Вопрос 5.
- •Вопрос 6.
- •Вопрос 7.
- •Вопрос 8.
- •Вопрос 9.
- •Вопрос 10.
- •1. Вопросы, которые необходимо изучить и уметь дать на них ответ:
- •1. Вопросы, которые необходимо изучить и уметь дать на них ответ:
- •Вопрос 1.
- •Вопрос 2.
- •1. Вопросы, которые необходимо изучить и уметь дать на них ответ:
- •1. Вопросы, которые необходимо изучить и уметь дать на них ответ:
- •1. Вопросы, которые необходимо изучить и уметь дать на них ответ:
- •2. Письменное задание для контроля усвоения темы:
- •2. Письменное задание для контроля усвоения темы:
- •Вопрос 1.
- •Вопрос 2.
- •Вопрос 3.
- •1. Вопросы, которые необходимо изучить и уметь дать на них ответ:
- •2. Письменное задание для контроля усвоения темы:
- •1. Вопросы, которые необходимо изучить и уметь дать на них ответ:
- •2. Письменное задание для контроля усвоения темы:
- •1. Вопросы, которые необходимо изучить и уметь дать на них ответ:
- •2. Письменное задание для контроля усвоения темы:
- •Вопрос 1. Даны металлы (табл. 3.45), погруженные в воду, или в водный раствор электролита, или в растворитель – неэлектролит (спирт, бензин, керосин, бензол, толуол, эфир, хлороформ).
- •Вопрос 2. В каждом варианте даны три металла с разной электрохимической активностью (табл. 3.46), погруженные в растворы собственных солей.
- •1. Вопросы, которые необходимо изучить и уметь дать на них ответ:
- •2. Письменное задание для контроля усвоения темы:
- •Вопрос 1. В таблице 3.48 даны металлы и действующие на них окислители при нормальных условиях.
- •1. Вопросы, которые необходимо изучить и уметь дать на них ответ:
- •2. Письменное задание для контроля усвоения темы:
- •1. Вопросы, которые необходимо изучить и уметь дать на них ответ:
- •2. Письменное задание для контроля усвоения темы:
- •1. Вопросы, которые необходимо изучить и уметь дать на них ответ:
- •2. Письменное задание для контроля усвоения темы:
- •1. Вопросы, которые необходимо изучить и уметь дать на них ответ:
- •2. Письменное задание для контроля усвоения темы:
- •1. Вопросы, которые необходимо изучить и уметь дать на них ответ:
- •2. Письменное задание для контроля усвоения темы:
- •2. Письменное задание для контроля усвоения темы:
- •4 Приложение. Ответы на тестовые задания
1. Вопросы, которые необходимо изучить и уметь дать на них ответ:
1.1. Что представляют собой процессы коррозии металлов, какой тип реакций лежит в их основе.
1.2. На какие два вида подразделяется коррозия металлов по механизму протекания коррозионных процессов в зависимости от характера среды, с которой взаимодействует металл. Какова сущность этих двух видов коррозии и принципиальные отличия между ними.
1.3. Почему процесс коррозии проходит самопроизвольно и как это обосновывается с позиций термодинамики.
1.4. Что представляют собой процессы химической коррозии, и какие ее разновидности существуют. Уметь написать уравнения реакций, лежащих в основе химической коррозии.
1.5. Какие признаки состава окружающей среды и состава металлического материала являются необходимыми для возникновения электрохимической коррозии металлов.
1.6. Что представляет собой по составу и структуре короткозамкнутый микрогальванический элемент, возникающий в процессах электрохимической коррозии. Уметь изобразить схему его действия с указанием в нем двойных электрических слоев, область адсорбции деполяризатора и направление движения электронов.
1.7. Какие химические частицы могут являться деполяризаторами в средах с различным уровнем рН, какова сущность их действия в процессах электрохимической коррозии.
1.8. Уметь изобразить схемы электрохимической коррозии различных металлов в условиях неодинаковой аэрации, во влажном воздухе, в водных растворах с различным значением рН и написать уравнения реакций, лежащих в основе первичных, вторичных и т.д. процессов.
1.9. Какие факторы влияют на скорость электрохимической коррозии.
1.10. Каковы наиболее распространенные способы защиты металлов от коррозии.
2. Письменное задание для контроля усвоения темы:
В табл. 3.49 приведены примеры оборудования, условия, в которых оно находится, и компоненты материала, из которого оно изготовлено. Применительно к своему варианту выполните следующие задания:
2.1. Дайте определение электрохимической коррозии и укажите, при каких условиях она возможна. Объясните, в чем заключается принципиальное отличие электрохимической коррозии от химической.
Приведите схему электрохимической коррозии для Вашего варианта с указанием анода и катода, возникающих двойных электрических слоев, области адсорбции деполяризатора и удаления продуктов его восстановления, направления движения электронов. Укажите, что в данных условиях является деполяризатором, свой ответ обоснуйте.
2.2. Напишите уравнения первичных, вторичных и т.д. реакций, протекающих в этом процессе (с указанием названий электродных реакций); укажите, как повлияют продукты вторичных реакций на скорость коррозии.
2.3. Укажите, какой компонент (1-й или 2-й) будет в данном случае разрушаться вследствие электрохимической коррозии и почему.
2.4. Предложите вариант защиты металла от коррозии в рассматриваемой системе и обоснуйте свой выбор.
2.5. Укажите, в каких объектах, имеющих отношение к Вашей будущей специальности, может встречаться рассматриваемая Вами разновидность электрохимической коррозии.
2.6. Для металлов напишите уравнения двух видов реакций его химической коррозии: с участием О2 и любого другого окислителя (Сl2, Br2, S, N2), находящихся в окружающей среде. Укажите условия окисления, классы и названия продуктов этих реакций. Какие продукты (первичные или вторичные) образуются при химической коррозии и почему.
Таблица 3.49
Ва- ри- ант |
Оборудование и условия его эксплуатации |
Компоненты материала | |
1-й (основ-ной) |
2-й (примесь или покрытие) | ||
1 |
Техническое кровельное железо во влажном воздухе |
Железо |
Углерод или карбид железа |
2 |
Изделие из никеля, нижняя часть которого погружена в раствор электролита (рН=7), а верхняя контактирует с воздухом (условия неодинаковой аэрации) |
Никель |
Оксид никеля |
3 |
Чугунная деталь, находящаяся во влажном воздухе |
Железо |
Углерод |
4 |
Емкость из луженого железа, полностью заполненная раствором фосфорной кислоты (внутреннее покрытие из олова повреждено) |
Железо |
Олово |
5 |
Металлический коллектор, наполовину заполненный слабощелочным раствором, и наполовину – воздухом (условия неодинаковой аэрации) |
Алюминий |
Оксид алюминия |
6 |
Нагревательный элемент, по которому циркулирует раствор электролита с рН=7, насыщенный кислородом |
Железо |
Хром |
7 |
Стальная цистерна, частично заполненная водным раствором соли (рН>7) (условия неодинаковой аэрации) |
Железо |
Оксид железа |
8 |
Латунная поверхность оборудования, контактирующая с влажным воздухом |
Цинк |
Медь |
9 |
Стальной бак, содержащий раствор соляной кислоты |
Железо |
Углерод |
10 |
Внутренняя поверхность отопительного котла, контактирующая с горячей воздушно-водяной смесью (рН~7) |
Железо |
Марганец |
11 |
Стальные опоры, частично находящиеся на воздухе и частично погруженные в речную воду (рН~7) (условия неодинаковой аэрации) |
Железо |
Оксид железа |
12 |
Металлический фильтр, через который пропускают водный раствор электролита (рН<7) |
Никель |
Медь |
13 |
Внутренняя поверхность теплообменника, в котором циркулирует воздушно-водяная смесь (рН=7) |
Алюминий |
Олово |
14 |
Внутренняя поверхность емкости из оцинкованного железа, контактирующая с влажным воздухом (покрытие из цинка повреждено) |
Цинк |
Железо |
15 |
Металлический катализатор, покрытый слабощелочным раствором электролита |
Никель |
Платина |
16 |
Металлический реактор, содержащий воздушно-водяную смесь (рН=7) |
Железо |
Хром |
17 |
Медная цистерна, частично заполненная воздухом и частично – водным раствором уксусной кислоты (условия неодинаковой аэрации) |
Медная поверхность |
Оксид меди |
18 |
Металлический бур, погруженный в буровой раствор с рН~5 |
Железо |
Марганец |
19 |
Металлический датчик, верхняя часть которого контактирует с воздухом, а нижняя часть погружена в раствор электролита с рН>7 (условия неодинаковой аэрации) |
Хром |
Оксид хрома |
Продолжение таблицы 3.49
Ва- ри- ант |
Оборудование и условия его эксплуатации |
Компоненты материала | |
1-й (основ-ной) |
2-й (примесь или покрытие) | ||
20 |
Изделие из бронзы, контактирующее с воздушно-водяной смесью (рН~7) |
Алюминий |
Медь |
21 |
Железобетонная опора, контактирующая с воздухом и частично погруженная в морскую воду (рН~7, условия неодинаковой аэрации) |
Железо |
Оксид железа |
22 |
Металлическое изделие, контактирующее с воздухом и подвергающееся воздействию кислотных дождей |
Железо |
Медь |
23 |
Металлическая емкость, контактирующая с водным раствором солей органических кислот (рН>7) |
Железо |
Никель |
24 |
Внутренняя поверхность насоса, в котором циркулируют воздух и слабощелочной раствор |
Цинк |
Медь |
25 |
Фильтр из легированной стали, контактирующий c раствором солей постоянной жесткости (рН<7) |
Алюминий |
Железо |
26 |
Металлическая деталь, эксплуатируемая в воздушно-водяной смеси |
Никель |
Алюминий |
27 |
Обсадная труба в нефтяной скважине, погруженная в слабощелочной буровой раствор |
Железо |
Марганец |
28 |
Стальная опора, контактирующая с воздухом и наполовину погруженная в раствор электролита (рН~7, условия неодинаковой аэрации) |
Железо |
Оксид железа |
29 |
Внутренняя поверхность бронзового вентиля, контактирующего с раствором кислоты |
Олово |
Медь |
30 |
Металлическая емкость, полностью заполненная нейтральным раствором электролита |
Цинк |
Никель |
31 |
Алюминиевая емкость, содержащая мыльный раствор (рН>7) |
Алюминий |
Медь |
32 |
Изделие из железа, покрытое слоем меди и погруженное в раствор с рН=7 (медное покрытие повреждено) |
Железо |
Медь |
33 |
Стальной теплообменник с покрытием из хрома, в котором циркулирует водяной пар (покрытие повреждено) |
Железо |
Хром |
34 |
Внутренняя поверхность стального вентиля, контактирующего со слабощелочной пластовой водой |
Железо |
Олово |
35 |
Изделие из хрома, покрытое слоем меди и находящееся во влажной атмосфере (целостность покрытия нарушена) |
Хром |
Медь |
Задание 17. Классификация и номенклатура органических соединений (по разделам стандартов: строение и классы химических веществ (органических))
Рекомендуемая литература: [1], гл. 29, § 29.1, 29.2, 29.3, 29.4; [2], гл. 13, § 13.1; [4], гл. 13, § 1-3; лекции.