Билет №13

1. Аналитический и практический расчета энергии активации.

1. Графический способ.

путем логарифмирования

K=A*e^–Ea^/RT

K – константа скорости

A – предэкспонентационный множитель

lnK=lnA-{(E_a/R)*(1/T)}

2. Аналитический способ

K_T1= A*e^–Ea^/RT1

A – учитывая стерический фактор (пространственное расположение молекул). (Учитывается строение молекулы, с какой стороны пойдет молекула).

K_T2= A*e^–Ea^/RT2

K_T2/ K_T1= e^(Ea^/R)(1/T1^-1/T2⁾

ln K_T2/ K_T1=(E_a/R)(1/T₁-1/T₂)

При двух температурах, зная значение двух констант скоростей, можно рассчитывать энергию активации.

Если реакция идет на поверхности раздела фаз, то величину константы равновесия подставляют только в величину парциального давления газа (поглощение CO₂ углем).

ln K_P2/ K_P1=(E_a/R)(1/T₁-1/T₂)

2. Способы защиты металла от коррозии

1. Электрохимический способ

   1. протекторная (анодная)

2. катодная

от внешнего источника тока на металл дают положительный потенцил, а в качестве анода используют любой металлический лом.

2. Металлические покрытия

1. анодные

⁰= -2,7B

⁰=0,44B

2. катодные

Пока покрытие не нарушено принципиальной разницы между покрытиями нет.

1. A: Mg⁰-2e=Mg^{2+ 2)} A: Fe⁰-2e=Fe²⁺

(Fe) K: 2H⁺+2e=H₂ (Ni)K: 2H⁺+2e=H₂

3. Ингибиторы

Металлические изделия обрабатываются специальными веществами.

4. Применение лаков, красок.

5. Обработка металлов в специальных электролитах с целью создания на его поверхности защитных оксидных слоев.

Процесс называется – ворожение стали

6. Оксидирование Al

⁰Al³⁺/Al⁰= -1,6B

Al Al₂O₃ 20% H₂SO₄

Для защиты от коррозии его обрабатывают в растворе кислоты, на поверхности образуется сплошная пленка Al₂O₃.

Билет №14

1. Кинетическое уравнение реакции первого порядка.

A  продукты

Пусть в момент времени  = 0

CА=a

Если в момент времени  прореагировало х моль вещества А, то

CА=(a-х)

V=-dCА/d

V=K*CА

-d(a-x)/d=K(a-x)

dx/d=K(a-x)

dx/a-x=Kd

Проинтегрируем:

_a^a-x dx/a-x=₀^Kd

ln(a/a-x)=K

Для реакции I порядка в координатной плоскости получается прямая, tg угла которой позволяет рассчитать константы скорости.

H₂O  H₂O+1/2O₂

Второй характеристикой реакции I порядка является период полураспада. Это время, через которое распалось половина первоначального количества вещества.

(a-x)=a/2

ln(a/(a/2))=K_1/2

ln2= K_1/2

2. Электролиз. Катодное нанесение покрытий и анодное растворение металла.

Электролиз – окислительно-восстановительная реакция, которая протекает на электродах при пропускании постоянного электрического тока через раствор или расплав электролита.

На катод - Na⁺+e=Na⁰

На анод + 2Cl^--2e=Cl₂

NaCl расплав.

Na⁺Cl^-

Щелочные, щелочноземельные металлы, редкоземельные, Al, малибден, Ti, Mg, W получают методом электролиза из расплава солей.

Электролиз водного раствора NaCl.

Na+, Cl-, H2O

На катод - Na⁺+e=Na⁰ ⁰= -2,87B

H⁺₂O+2e=H₂+2OH^- ⁰= -0,83B (по таблице окислительно-восстановительного потенцирования).

На катоде в первую очередь разряжается тот ион, для разряда которого надо приложить наименьшее электроотрицательное значение потенцирования.

(+)A 2Cl^--2e=Cl₂ ⁰= 1,36B

2H₂O^2--4e=O₂+4H⁺ ⁰= 1,229B ⁰фактическое (H₂O)= 1,6-1,8В

Согласно правилу разряда ионов на аноде разряжается тот ион, для разряда которого надо приложить наименьшее электроположительное значение потенцирования.

Однако существует явление перенапряжения.

 = _{фактическое-}_{равновесное}

Сдвиг потенциала от равновесного значения.

За счет перенапряжения на Аноде выделяется Cl.

CuSO₄ раствор

Рассмотрим электролиз с инертным анодом C и с медным Cu.

(-)K Cu²⁺+2e=Cu⁰ ⁰= 0,337B

(C)A 2H₂O-4e=O₂+4H⁺ ⁰= 1,229B

2SO₄^2--2e=2S₂O₈^2- ⁰= 2,01B ⁰фактическое (H₂O)= 1,6-1,8В

Все ионы SO₄^2-, NO₃^-, PO₄^3-, ⁰>2,0В никогда из водного раствора разряжаться не будут.

(-)K Cu²⁺+2e=Cu⁰

(Cu)A Cu⁰-2e=Cu²⁺ ⁰= 0,337B

Анодное растворение металла, получение зеркальной поверхности.