Модуль 2

ТЕМАТИКА ЛЕКЦИЙ

5. Электрохимия

Процессы на границе металл – раствор электролита. Двойной электрический слой. Электродный потенциал. Стандартный электродный потенциал. Стандартный водородный электрод. Зависимость величины электродного потенциала металла от концентрации ионов в растворе и от температуры. Уравнение Нернста. Термодинамика равновесных электрохимических процессов. Принцип функционирования гальванического элемента (на примере элемента Даниэля – Якоби.

Электролиз как окислительно-восстановительный процесс. Активные и инертные электроды. Потенциал разложения. Процессы, протекающие на электродах в растворах и расплавах электролитов. Кинетика электрохимических процессов. Поляризация. Применение электролиза в технике (электрохимический синтез, электрометаллургия, гальваностегия, гальванопластика, электрополирование). Химические источники постоянного тока (первичные элементы, аккумуляторы, топливные элементы).

Коррозия – самопроизвольный процесс. Классификация коррозионных процессов. Общие представления о термодинамике и кинетике коррозионного процесса. Химическая коррозия. Условия и причины возникновения. Механизм химической коррозии. Влияние различных факторов на скорость химической коррозии.

Условия и причины возникновения электрохимической коррозии. Механизм. Термодинамика электрохимической коррозии. Количественная оценка скорости коррозионных процессов. Методы защиты металлов от коррозии.

Рациональное конструирование. Создание коррозионностойких сплавов. Изменение состава коррозионной среды (уменьшение концентрации деполяризаторов, использование ингибиторов). Применение защитных покрытий (неметаллических, металлических). Электрохимические методы защиты.

Литература: ОЛ1, ОЛ3, ДЛ5.

6. Химия элементов

Строение атомов s-элементов. Закономерности изменения свойств атомов в зависимости от положения в периодической системе. Свойства простых веществ (свойства типичных металлов). Свойства характеристических соединений. Нахождение в природе. Методы получения. Применение в технике.

Жесткость воды. Негативное воздействие на технические системы. Методы определения и устранения жесткости.

Строение атомов p-элементов. Закономерности изменения свойств атомов в зависимости от положения в периодической системе. Закономерности изменения свойств простых веществ. Свойства алюминия, кремния, германия, олова и свинца. Свойства характеристических соединений. Нахождение в природе. Методы получения. Применение в технике.

Особенности строения атомов d-элементов. Положение в периодической системе. Особенности валентных возможностей d-элементов. Отличие свойств простых веществ d-металлов от свойств типичных металлов. Влияние степени окисления атома на кислотно-основные свойства оксидов и гидроксидов, образуемых d-элементами. Комплексоны. Окислительно-восстановительные свойства соединений d-элементов. Особенности свойств элементов семейства железа.

Литература: ОЛ1, ОЛ3, ДЛ5.

ТЕМЫ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

7. Определение константы диссоциации слабого электролита кондуктометрическим методом

Ознакомление с методом кондуктометрии.

8. Металлические покрытия

Ознакомление с назначением и процессами нанесения металлических покрытий на металлы электрохимическим методом, нанесения никеля на медь.

9. Изменение электродных потенциалов металлов

Освоение методики измерения электродных потенциалов.

10. Коррозия металлов

Ознакомление с процессами в основе химической и электрохимической коррозии металлов в различных средах.

11. Защита металлов от коррозии

Ознакомление с некоторыми способами защиты металлов от коррозии.

12. s-Металлы. Жесткость воды

Ознакомиться со свойствами s- элементов и со способами устранения жесткости воды.

13. p-Металлы

Ознакомиться с основными свойствами р-металлов, их важнейшими соединениями.

14. d-Металлы

Изучение характерных свойств соединений d-элементов, на примере соединений ванадия, железа, никеля, кобальта, хрома, цинка, меди. Качественные реакции ионов Fe²⁺, Fe³⁺, Ni²⁺, Cu²⁺.

КОНТРОЛЬ ПО МОДУЛЮ 2

Рубежный контроль по модулю 2 проводится в виде тестирования на 15 неделе в часы проведения лабораторной работы.

ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ

Домашнее задание 2. «Электрохимические процессы. Коррозия металлов»

Выдача – 08 неделя, сдача – 15 неделя.

Домашнее задание состоит из трех задач.

Первая задача посвящена гальваническому элементу, используя уравнения Нернста необходимо определить электродный потенциал. Надо составить схему, напишите уравнения электродных процессов и суммарной реакции элемента, рассчитайте ЭДС этого элемента.

Вторая задача на тему электролиза, используя уравнения Фарадея определить массу выделившегося вещества.

Третья задача на тему коррозии. Необходимо написать схемы электродных процессов и условную схему коррозионного элемента при коррозии сплава. Вычислить ЭДС коррозионного элемента.

ЗАДАНИЯ К РУБЕЖНОМУ КОНТРОЛЮ ПО МОДУЛЮ 2