5. Специальная обработка электролита или другой среды,

в которой находится защищаемая металлическая конструкция.

• Введение веществ-ингибиторов, замедляющих коррозию.

Известно, что дамасские мастера для снятия окалины и

ржавчины пользовались растворами серной кислоты с добавлением пивных дрожжей, муки, крахмала. Эти примеси и были одними из первых ингибиторов. Они не позволяли кислоте действовать на оружейный металл, в результате растворялись лишь окалина и ржавчина. Уральские оружейники применяли для этих целей «травильные супы» — растворы серной кислоты с добавкой мучных отрубей.

Примеры использования современных ингибиторов: соляная кислота при перевозке и хранении прекрасно «укрощается» производными бутил амина, а серная кислота — азотной кислотой; летучий диэтиламин впрыскивают в различные емкости. Отметим, что ингибиторы действуют только на металл, делая его пассивным по отношению к среде, например к раствору кислоты. Науке известно более 5 тыс. ингибиторов коррозии. Удаление растворенного в воде кислорода (деаэрация).

Этот процесс используют при подготовке воды, поступающей

в котельные установки.

=============================================Билет 15 Воп.1

При образовании молекулы метана СН4 атом углерода из основного состояния переходит в возбужденное: 1з

Внешний электронный слой возбужденного атома углерода содержит один §- и трир-неспаренных электрона, которые и дадут четыре а-связи с четырьмя «-электронами атомов водорода. При этом следует ожидать, что три связи С—Н, образованные за счет спаривания трех р-электронов атома углерода с тремя 8-электронами трех атомов водорода (8—р а-связь), должны бы отличаться от четвертой (§—я) связи прочностью, длиной, направленностью. Изучение электронной плотности в молекулах метана показывает, что все связи в молекуле метана равноценны и направлены к вершинам тетраэдра. Это объясняется тем, что при образовании молекулы метана четыре ковалентные связи возникают не за счет «чистых» орбиталей, а за счет так называемых гибридных, то есть усредненных по форме и размерам (а следовательно, и по энергии), орбиталей.

Гибридизацией электронных орбиталей называют процесс их взаимодействия, приводящий к выравниванию по форме и энергии. Число гибридных орбиталей равно числу исходных орбиталей. Гибридные орбитали выгоднее по геометрической

, чем з- и р-орбитали, их электронная плотность распределена иначе, что обеспечивает более полное перекрывание с 8-орбиталями атомов водорода, чем было бы у «чистых» 8- ир-орбиталей.

В молекуле метана и в других алканах, а также во всех органических молекулах по месту одинарной связи атомы углерода находятся в состоянии 8р3-гибридизации, то есть у атома углерода гибридизации подверглись одна 8- и три р-орби-тали и образовались четыре одинаковые гибридные зр3-орби-тали.

В результате перекрывания четырех гибридных вр3-орби-талей атома углерода и 8-орбиталей четырех атомов водорода образуется тетраэдрическая молекула метана с четырьмя одинаковыми а-связями под углом в 109°28' (рис. 12).

Этот тип гибридизации атомов и, следовательно, тетраэд-рическое строение будет характеризовать также молекулы соединений аналога углерода — кремния: 8Ш4, 81С14.

А в молекулах воды и аммиака происходит зр3-гибридиза-ция орбиталей атомов кислорода и азота. Однако если у атома углерода все четыре гибридные зр3-орбитали заняты общими электронными парами, то у атома азота одна зр3-орбиталь занята неподеленной электронной парой, а у атома кислорода ими заняты уже две зр3-орбитали.

Таким образом, на изменение величины угла связей в тетраэдре (109°28') оказывают действие отталкивающие свойства неподеленных (свободных) электронных пар, занимающих гибридные зр3-орбитали: у атома азота одна электронная пара(/. Н—М-Н = 107°30'), а у атома кислорода — две (/. Н—О—Н = = 104°27').

§р3-Гибридизация наблюдается не только у атомов в сложных веществах, но и у атомов в простых веществах. Например, у атомов такой аллотропной модификации углерода, как алмаз.

В молекулах некоторых соединений бора имеет место

$р2-гибридизация внешних орбиталей атома бора.

У атома бора в возбужденном состоянии в гибридизации участвуют одна из 8- и двер-орбитали, в результате чего образуются три §р2-гибридные орбитали, расположенные в плоскости под углом 120° друг к другу (рис. 13).

-В-Г= 120° Рис. 14. Строение молекулы ВГ3

Поэтому молекулы таких соединений, например ВГ3, имеют форму плоского треугольника (рис. 14).

В органических соединениях, как вы знаете, §р2-гибриди-зация характерна для атомов углерода в молекулах алкенов по месту двойной связи, чем и объясняется плоскостное строение этих частей молекул, а также молекул диенов и аренов. §р2-Гибридизация наблюдается также у атомов углерода и в такой аллотропной модификации углерода, как графит.

т

Т 2р

Т! 28

В молекулах некоторых соединений бериллия наблюдается ер-гибридизация внешних орбиталей возбужденного атома бериллия. Две гибридные орбитали ориентируются друг относительно друга под углом 180° (рис. 15), и поэтому молекула хлорида бериллия ВеС12 имеет линейную форму:

Вопр 2

Коррозией (от лат. соггоАеге — разъедать) называется самопроизвольное разрушение металлов и сплавов под влиянием окружающей среды.

Ежегодно из-за коррозии теряется около четверти всего произведенного в мире железа. Однако не только потеря металлов, но и порча изготовленных из них изделий обходится очень дорого. Затраты на ремонт или на замену деталей судов, автомобилей, аппаратуры химических производств, приборов и коммуникаций во много раз превышают стоимость металла, из которого они изготовлены. Коррозия вызывает серьезные экологические последствия. Утечка газа, нефти и других опасных химических продуктов из разрушенных коррозией трубопроводов приводит к загрязнению окружающей среды, что отрицательно воздействует на здоровье и жизнь людей. Понятно, почему на защиту металлов и сплавов от коррозии тратятся большие средства.

Коррозию металлов и сплавов (их окисление) вызывают такие компоненты окружающей среды, как вода, кислород, оксиды углерода и серы, появившиеся в воздухе, водные растворы солей (морская вода, грунтовые воды). Эти компоненты непосредственно окисляют металлы — происходит химическая коррозия.

Чаще всего коррозии подвергаются изделия из железа. Особенно сильно корродирует металл во влажном воздухе и воде. Упрощенно этот процесс можно выразить с помощью следующего уравнения химической реакции:

4Ре + ЗО2 + 6Н2О = 4Ре(ОН)3

Однако химически чистое железо почти не корродирует. Вместе с тем техническое железо, которое, содержит различные примеси, например, в чугунах и сталях, ржавеет. СЛЕДОВАТЕЛЬНО, ОДНОЙ ИЗ ПРИЧИН ВОЗНИКНОВЕНИЯ КОРРОЗИИ ЯВЛЯЕТСЯ НАЛИЧИЕ ПРИМЕСЕЙ В МЕТАЛЛЕ, ЕГО НЕОДНОРОДНОСТЬ. ПАССИМИРОВАНИЕ. вещества которыена поверхности ме образуют защитные оксидные плёнки или плёнки солей называются пассиваторами коррозии. Одним из распространенных пассиватором считается дихромат калия. K2 Cr2O7 защищает в основном анодные участки поверхности ме, поэтому его называют анодным пассиватором. Большинство металлов окисляется кислородом воздуха, образуя на поверхности оксидные пленки. Если эта пленка прочная, плотная, хорошо связана с металлом, то она защищает металл от дальнейшего разрушения. Такие защитные пленки появляются у 2п, А1, Сг, N1, 8п, РЬ, КЬ, Та и др. У железа она рыхлая, пористая, легко отделяется от поверхности и потому не способна защитить металл от дальнейшего разрушения.

=============================================