Вопрос №53 Измерение разности потенциалов металлов

Способность металлов к взаимному вытеснению из водных растворов солей определяется их положением в электрохимическом ряду напряжений. Левее расположенный металл вытесняет из раствора соли катионы (положительно заряженные ионы) любого правее расположенного металла.

Чем активнее металл, тем менее его катионы переходят в воду. При достижении определённого значения отрицательного заряда растворение металла прекратится, а перешедшие в раствор катионы металла будут концентрироваться около его поверхности. Между металлом и раствором возникает разность потенциалов, которую называют электродным потенциалом. Эта величина является характерной для данного металла и определяет его химические свойства в водных растворах. Абсолютную величину возникающих потенциалов определить нельзя, поэтому значение электродных потенциалов определяют по отношению к принятому за стандарт электроду сравнения – нормальному водородному электроду. Его электродный потенциал условно равен нулю. Если пластинку любого металла, погруженного в раствор соли, соединить с водородным электродом, то получиться гальванический элемент, ЭДС которого легко измерить. Это ЭДС называется стандартным электродным потенциалом данного металла. Располагая металлы в порядке возрастания, величины стандартных электрических потенциалов получают ряд напряжений металлов.

Вопрос №54

Особенности взаимодействия металлов с окислительными и неокислительными кислотами

Металлы, стоящие в ряду напряжений до водорода вытесняют водород из растворов кислот, кроме HNO3. Из HNO3 и концентрированной H2SO4 водород металлами не вытесняется.

Mg + 2HCl  MgCl2 + H2 (неокислительная кислота)

Mg⁰ – 2e  Mg⁺² 3

N⁺⁵ + 3e  N⁺² 2

Cu⁰ – 2e  Cu⁺² 1

S⁺⁶ + 2e  S⁺⁴ 1

Вопрос №55

Коррозия – это химическое и электрохимическое разрушение металлов и их сплавов в результате воздействия на них окружающей среды.

Способы борьбы с коррозией

Существует несколько направлений борьбы с коррозией металлов:

1. Изоляция поверхности металлов различными способами:

   1. Катодное покрытие – покрытие менее активными металлами;

   2. Анодное покрытие – покрытие более активными металлами;

   3. Покрытие лаками, красками, эмалями.

2. Изменение состава среды (использование ингибиторов);

3. Электрохимическая защита металлов;

4. Создание композиционных материалов;

5. Использование химически стойких заменителей металлов (полимеры, керамика, стекло).

Вопрос №56 Алюминий

Из элементов третьей группы наиболее используются в радиоэлектронике Al. На внешнем энергетическом уровне имеет тир электрона, проявляет степень окисления +3, является сильным восстановителем. Al обладает высокой электропроводностью, теплопроводностью, пластичностью. На воздухе легко окисляется, образуя прочную оксидную плёнку, которая предохраняет его от дальнейшего окисления. Al легко напыляется. Используется в виде алюминиевой фольги, проводов, в виде сплавов.

Алюминий применяют для производства различных сплавов. Наибольшее распространение имеют дюралюмины, содержащие медь и магний, и силумины – сплавы алюминия с кремнием. Основные преимущества этих сплавов – лёгкость и высокая прочность. Упомянутые сплавы широко используются в авиа-, авто-, судо- и приборостроении, в ракетной технике и в строительстве. В виде чистого металла алюминий идёт на изготовление электрических проводов и различной химической аппаратуры.

Алюминий используют также для алитирования, то есть насыщения поверхностей стальных и чугунных изделий алюминием с целью защиты их от коррозии.