Тема 10. Электрохимические системы.

Изучите теорию возникновения скачка потенциала и двойного электрического слоя на поверхности металла, погруженногов воду или раствор электролита. Рассмотрите, какую систему называют электродом. Выясните причину возникновения электрического тока при замыкании в цепь двух различных электродов. Выясните, что понимают под стандартным потенциалом металла и как его определяют. Изучите ряд стандартных электродных потенциалов и закономерности изменения в нем восстановительных свойств атомов металлов и окислительных свойств их ионов. Выясните, какие физико-химические системы относятся к электрохимическим, какие их типы существуют. Получите представление о химических источниках электрического тока (гальванических элементах) и их разновидностях. Изучите устройство и принцип действия гальванических элементов типа Якоби-Даниэля и концентрационных элементов. Выясните, какие процессы протекают в них на аноде и катоде, и почему. Получите представление о электродвижущей силе гальванического элемента, способе ее расчета и способе ее экспериментального определения. Выясните, от каких факторов зависит величина электродного потенциала металла, что собой представляет уравнение Нернста и к каких практических целях оно используется. Рассмотрите понятие коррозии металлов, виды коррозии и условия их протекания. Рассмотрите факторы, определяющие скорость коррозийных процессов. Внимательно изучите схемы и реакции, протекающие в процессе электрохимической коррозии в различных условиях. Выясните, какие вещества и частицы называются деполяризаторами и какую роль они выполнять в коррозионных процессах. Рассмотрите все известные способы защиты металлов от коррозийных разрушений, разберитесь в сущности каждого из них. Ознакомьтесь с примерами действия коррозии в различных технологических процессах и возможностями защиты от нее в каждос конкретном случае.

Литература:[1], с.310-337; [4], с.685-693.

Вопросы для самопроверки:

1. Объясните, каким об разом и в каких условиях на поверхности металлов возникает электродный потенциал. Какова природа этого потенциала (ответы поясните в виде соответствующих схем)? Какова роль воды в данном процессе?

2. Что представляют собой стандартные электродные потенциалы металлов, в какой последовательности они располагаются? Какие свойства металла можно прогнозировать исходя из величины его стандартного потенциала?

3. Что является областью изучения электрохимии, какие процессы она изучает?

4. Дайте определение электрохимических систем, назовите их разновидности.

5. Объясните, какую физико-хиическую систему называют электродом? Дайте определение анода и катода. Какие металлы могут выполнять роль анода и катода?

6. Что понимают под стандартным потенциалом металла и как его определяют?

7. Объясните сущность понятий "химические источники тока" и "гальванический элемент".

8. Объясните устройство и принцип действия гальванического элемента Якоби-Даниэля. Какие процессы протекают в нем на аноде и катоде, и почему. Какую роль в гальванических элементах играют растворы электролитов?

9. Объясните, по какому признаку Вы определяете, какой металл в гальванической паре будет анодом, а какой – катодом?

10. Объясните сущность понятия "электродвижущая сила гальваничесого элемента", как она определяется экспериментально, как рассчитывается и от каких факторов зависит?

11. Напишите уравнение Нернста, расшифпуйте входящие в него величины. Зависимость ЭДС от какого фактора выражает это уравнение?

12. Дайте определение коррозии. Что представляют собой коррозийные процессы, почему они протекают самопроизвольно и какой вред они наносят?

13. Какие виды коррозии существуют, по каким признакам они различаются?

13. Объясните, почему гальванические элементы, возникающие в условиях электрохимической коррозии, называют микрогаваническими и накоротко замкнутыми?

14. Что представляет собой химическая коррозия металлов, каковы ее разновидности и продукты?

15. Какие факторы влияют на скорость химической коррозии?

16. Что представляет собой электрохимическая коррозия, при каких условиях возможно ее протекание?

17. Какие компоненты или части металлического материала могут выступать в роли электродов, какие процессы протекают на аноде и катоде при электрохимической коррозии?

18. Что представляют собой деполяризаторы, какова их роль в процессе электрохимической коррозии? Какие химические частицы, находящиеся в среде электролита, могут выполнять роль деполяризатора?

19. От каких факторов зависит скорость электрохимической коррозии?

20. Перечислите существующие методы защиты металлов от коррозии.

21. Какова сущность защиты металлов от коррозии методом нанесения покрытий? Какие материалы могут использоваться в качестве таких покрытий?

22. В чем сущность анодного и катодного покрытий защищаемого металла? Какие процессы протекают при их нарушении?

23. В чем сущность легирования металлов? Какие металлы применяются для легирования стали?

24. В чем сущность ингибиторной защиты металлов? Какие вещества используются в роли ингибиторов коррозии?

25. В чем сущность протекторной защиты? При ведите конкретные примеры ее применения.

26. В чем сущность электрозащиты металлов от коррозии? Каково различие между анодной и катодной электрозащиты, в каких случаях они применяются?