Окислительно-восстановительные реакции, 2. Гальванические элементы 3 Коррозия и защита металлов 4 Электролиз

Задача 2

1)    Определим, какой из металлов будет являться анодом, а какой – катодом. Для этого сравним значения стандартных электродных потенциалов железа и кадмия:

Е0(Fe2+/Fe0) = – 0,44 B < E0(Cd2+/Cd0)= – 0,402 B,

Значит, железо – более активный металл, он является восстановителем и анодом, а кадмий – катодом.

2) Составим схему коррозионной гальванопары:

3) Учитывая, что электроны движутся от анода к катоду, а от катода – к окислителю окружающей среды:

4) По уравнению Нернста находим потенциалы катода и анода:

5) Найдем ЭДС:

Задача 3

1) Определим, какой из металлов будет разрушаться в первую очередь. Для этого сравним значения стандартных электродных потенциалов из данного перечня: Е0(Al3+/Al0) = – 1,66 B < E0(Mn2+/Mn0) = – 1,18 B <  Е0(Сr3+/Cr0) = – 0,74 B < Е0(Fe2+/Fe0) = – 0,44 B

2) Так как среда влажная атмосфера, то окислителем служит кислород, растворенный в воде. Схема катодного процесса:

3) В качестве анодного покрытия для данного изделия может служить Ме со значением электродного потенциала меньшем, чем у..

Например..

4) При нарушении целостности покрытия в первую очередь всегда будет разрушаться самый активный металл, к которому осуществляется доступ..

Задача 4

Теоретический вопрос:

В процессе электролиза могут протекать побочные процессы, которые стоит учитывать. Например...

Задача:

1)    Составим схему раствора электролиза, учитывая что данная соль будет диссоциировать на ионы:

ZnSO4 à Zn2+ + SO42-

2)    Так как на реакции, протекающие на катоде зависят от величины электродного потенциала, то на катоде будет в первую очередь восстанавливаться ионы с более высоким значением электродного потенциала. Так как значение электродного потенциала железа (Е0(Fe2+/Fe0) = – 0,44 B) выше, чем у цинка (Е0(Zn2+/Zn0) = – 0,76 B) и соизмеримо с величиной восстановления воды: – 0,41 B, то на катоде будет проходит восстановление железа и воды:

3)    На аноде будет протекать реакция с наименьшим электродным потенциалом, это окисление железа(Е0(Fe2+/Fe0) = – 0,44 B)), так как потенциал конкурирующей реакции:4OH- -4eàO2 +2H2O (E0 = 0,401В):

4)    Теоретическую массу железа, выделившегося при электролизе, при следующих условиях: сила тока 5А, время 30 минут. Тогда: