Шпаргалка к экзамену по химии МГТУ им. Баумана. Шпора к экзамену. 1Развитие представлений о строении атома. Модель атома Резерфорда. Теория Н. Бора. Уравнение волны Л. Де Бройля. Принцип неопределенности Гейзенберга
 Скачать 0.64 Mb.
|
|
Окисли́тельно-восстанови́тельный элеме́нт — это ГЭ, состоящий из двух инертных электродов, опущенных в растворы солей с определенным окислительно-восстановительным потенциалом. Концентрационный элемент — это гальванический элемент, состоящий из двух одинаковых металлических электродов, опущенных в растворы соли этого металла с различными концентрациями С1> С2.. Определение рН раствора.Когда [H+] > [OH−] говорят, что раствор является кислотным, а при [OH−] > [H+] — основным.  34. Электролиз. Последовательность разряда ионов в расплавах и водных растворах при электролизе. Вторичные процессы при электролизе. Электролиз с растворимыми и нерастворимыми анодами. Потенциал разложения. Законы Фарадея. Выход по току; электрохимический эквивалент. Расчет толщины металлического покрытия, наносимого методом электролиза. Хим. источники тока. Аккумуляторы. Свинцовый аккумулятор. Топливные элементы. Электролиз - совокупность окислительно-восстановительных процессов, протекающих на электродах при пропускании электрического тока, подаваемого от внешнего источника, через раствор или расплав электролита.. Последовательность разряда ионов в расплавах и водных растворах при электролизе: 1. В расплавах положительные ионы (катионы) подходят к отрицательному электроду (катоду) и принимают от него электроны (восстанавливаются), а отрицательные (анионы) – к положительному (аноду) и отдают ему электроны (окисляются). 2. В водных растворах в электролизе участвует вода, а также ионы Н+ и ОН-. В отсутствие гидролиза рН=7, при гидролизе по аниону рН>7 (избыток ОН-), при гидролизе по катиону рН<7 (избыток Н+). 3. На катоде первым восстанавливается наиболее сильный окислитель, а на аноде первым окисляется наиболее сильный восстановитель. При электролизе водных растворов необходимо учитывать: Катод (-): 2Н2О + 2е → Н2 + 2ОН – φ2Н2О | H2, 2OH-0= -0.828В Анод(+):2Н2О → О2 + 4Н+4е; φО2,4Н+ | 2H2О0=+1,229В Вторичные процессы — реакции взаимодействия активных частиц, образовавшихся в первичных процессах, со средой. Например, при электролизе раствора сульфата натрия протекают: Вторичные реакции (в анодном и катодном пространствах  Электролиз с растворимым и нерастворимым анодами Все восстановители в зависимости от значений стандартных потенциалов подразделяют на две группы: 1) восстановители, у которых стандартный потенциал меньше потенциала кислородного электрода при данном значении рН. 2) восстановители, у которых стандартный потенциал превышает  = 1,229 В.Потенциал разложения - это минимально необходимая разность потенциалов, при которой начинается электролиз данного соединения. Законы Фарадея: гласит, что «масса вещества m, выделившегося на электроде в процессе электролиза, прямо пропорциональна пропущенному току I и времени t»:  Выход по току - отношение практически полученной массы вещества при электролизе к теоретически рассчитанной по законам Фарадея.Электрохимическая эквивалентная масса - коэффициент пропорциональности в уравнении, соответствующем первому закону Фарадея. Применение электролиза в технике: получение щелочей, галогенов, кислорода, водорода, многих сильных окислителей, металлов; электрохимическое рафинирование (очистка) черновых металлов; гальванопластика (получение изделий электролизом . Практическое применение электрохимических процессов - в химических источниках тока (устройствах, осуществляющих превращение химической энергии в электрическую). Электрохимические аккумуляторы - устройства, в которых происходит взаимное превращение химической и электрической энергий.. Свинцовые аккумуляторы: электролитом в них служит раствор серной к-ты, взаимодействуя с которым оксид свинца(2) превращается в сульфат, который потом восстанавливается до свинца на катоде и окисляется до оксида свинца(4) на аноде. Топливные элементы - устройства непрерывного действия, в которых энергия сгорания топлива непосредственно превращается в электроэнергию. Коррозия. Классификация коррозионных процессов по характеру разрушений, по виду агрессивной среды, по механизму протекания. Скорость равномерной коррозии. Коррозия — это самопроизвольное разрушение металлов в результате химического или физико-химического взаимодействия с окружающей средой. Причиной коррозии служит термодинамическая неустойчивость конструкционных материалов к воздействию веществ, находящихся в контактирующей с ними среде. По типу агрессивных сред: газовая коррозия - коррозионное разрушение металла под воздействием газов при высоких температурах; атмосферная коррозия - наиболее распространенный вид коррозии, связанный с разрушением металлов в атмосфере воздуха; жидкостная - вид коррозии металла в жидкой среде, биокоррозия- в условиях воздействия микроорганизмов. По условиям протекания: контактная коррозия - возникает при контакте разнородных металлов (имеющих разные стационарные потенциалы в данном электролите); щелевая коррозия - явление повышения скорости коррозионного разрушения в зазорах и щелях в металле; коррозия при неполном/полном/переменном погружении; коррозия при трении - происходит при одновременном воздействии на металл трения и коррозионной среды; коррозия под напряжением - разрушение металла при одновременном воздействии агрессивной среды и механических напряжений. По характеру разрушения:сплошная коррозия, охватывающая всю поверхность: равномерная; неравномерная; избирательная; локальная (местная) коррозия, охватывающая отдельные участки: пятнами; язвенная; точечная; сквозная; Главная классификация производится по механизму протекания процесса: 1. химическая коррозия - разрушения металла, связанный с взаимодействием металла и коррозионной среды, при котором одновременно окисляется металл и происходит восстановление коррозионной среды. 2. электрохимическая коррозия - гетерогенная э/х реакция, происходящая на поверхности металла в токопроводящей среде. Причиной э/х коррозии является образование и работа на поверхности металла коррозионного ГЭ. 36. Хим. коррозия. Высокотемпературная газовая коррозия металлов. Законы роста оксидных пленок. Факторы, определяющие защитные свойства пленки. Фактор Пиллинга-Бедвордса. Химическая коррозия — взаимодействие поверхности металла с коррозионно-активной средой, не сопровождающееся возникновением электрохимических процессов на границе фаз. Под термином высокотемпературная коррозия понимается коррозионное разрушение металла труб поверхностей нагрева, соприкасающихся с продуктами сгорания высокой температуры (Т > 700°С). Рост толщины оксидной пленки, т.е. окисление поверхности металла, может проходить в соответствии с различными кинетическими зависимостями, или законами:1. Согласно линейному закону, скорость процесса окисления постоянна во времени. 2. В соответствии с параболическим законом скорость процесса окисления обратно пропорциональна толщине оксидной пленки. 3. Логарифмический закон имеет место, когда происходит либо уплотнение защитной оксидной пленки, либо появление в ней дефектов в виде пузырей или расслоений, тормозящих процессы встречной диффузии ионов кислорода и металла. На сохранность защитных пленок на металлах влияет целый ряд факторов:1) величина и характер внутренних напряжений и внешних механических нагрузок2) механические свойства защитной пленки, в первую очередь ее прочность и пластичность3) сцепление защитной пленки с металлом4) разность линейных и объемных коэффициентов теплового расширения металла и защитной пленки. Главным требованием является условие сплошности Пиллинга-Бэдвордса, согласно которому объем образовавшегося оксида должен быть больше израсходованного на окисление объема металла: V(МmОn)>V(М)  |