Самостоятельная работа №3
Разберите работу гальванопарыFe / Cu в кислой среде.
Определите коррозионные процессы, протекающие в нейтральной среде без доступа кислорода при нарушении двухслойного покрытия железо-медь (слоя меди, нанесенного на железную деталь,).
Определить процессы, протекающие при коррозии железа плакированного алюминием (коррозия гальванопары железо-алюминий) в щелочном растворе NaOH (рН=14) в присутствии кислорода.
Рассмотрите процесс коррозии гальванопары железо - медь в нейтральной среде в присутствии кислорода.
В 0,1М растворы соляной кислоты опущены по отдельности медная, серебряная и золотая пластины. Какой металл будет корродировать с водородной деполяризацией?
Приложение
Таблица 1
Стандартные окислительно-восстановительные потенциалы металлов
Меn+/Ме
|
Е0, В
|
Меn+/Ме
|
Е0, В
|
Li+/Li
Rb+/Rb
K+/K
Ba2+/Ba
Sr2+/Sr
Ca2+/Ca
Na+/Na
Mg2+/Mg
Be2+/Be
Al3+/Al
Ti/2+Ti
V2+/V
Mn2+/Mn
Zn2+/Zn
Cr2+/Cr
Fe2+/Fe
Cd2+/Cd
|
-3,045
-2,925
-2,925
-2,908
-2,890
-2,866
-2,714
-2,363
-1,874
-1,662
-1,628
-1,186
-1,180
-0,763
-0,744
-0,440
-0,403
|
In3+/In
Ti3+/Ti
Co2+/Co
Ni2+/Ni
Sn2+/Sn
Pb2+/Pb
Fe3+/Fe
2H+/H
Sb3+/Sb
Cu2+/Cu
Cu+/Cu
Ag+/Ag
Hg2+/Hg
Pd2+/Pd
Pt2+/Pt
Au3+/Au
Au+/Au
|
-0,340
-0,330
-0,280
-0,250
-0,136
-0,126
-0,036
0,000
+0,200
+0,337
+0,520
+0,799
+0,854
+0,987
+1,190
+1,498
+1,830
|
Таблица 2
Потенциалы окислительно-восстановительных систем в различных средах
Кислая среда
(рН = 0)
|
Нейтральная среда
(рН = 7)
|
Щелочная среда
(рН = 14)
|
Ох/Red E0, B
|
Ох/Red E0, B
|
Ох/Red E0, B
|
О2/2Н2О +1,228
2Н+/Н2 0
Mg2+/Mg -2,36
Al3+/Al -1,66
Zn2+/Zn -0,76
Cr3+/Cr -0,74
Fe2+/Fe -0,44
Cd2+/Cd -0,40
Co2+/Co -0,28
Ni2+/Ni -0,25
Sn2+/Sn -0,14
Pb2+/Pb -0,13
Bi3+/Bi +0,21
Cu2+/Cu +0,34
|
О2/4ОН− +0,814
2Н2О/Н2 -0,414
Mg(OH)2/Mg -2,38
Al(OH)3/Al -1,88
Zn(OH)2/Zn -0,81
Cr(OH)3/Cr -0,93
Fe(OH)2/Fe -0,46
Cd(OH)2/Cd -0,41
Co(OH)2/Co -0,32
Ni(OH)2/Ni -0,30
Sn(OH)2/Sn -0,50
Pb(OH)2/Pb -0,14
Bi(OH)3/Bi -0,04
Cu(OH)2/Cu +0,19
|
О2/4ОН− +0,401
2Н2О/Н2 -0,827
Mg(OH)2/Mg -2,69
AlO2−/Al -2,36
ZnO22−/Zn -1,22
CrO2−/Cr -1,32
Fe(OH)2/Fe -0,87
Cd(OH)2/Cd -0,82
Co(OH)2/C0 -0,73
Ni(OH)2/Ni -0,72
SnO22−/Sn -0,91
PbO22−/Pb -0,54
Bi2O3 /2Bi -0,45
Cu(OH)2/Cu -0,22
|
Таблица 3
Перенапряжение водорода и кислорода на металлах.
Металл
|
Перенапряжение водорода (В) при различных плотностях тока:
|
Перенапряжение кислорода (В) при плотности тока,
0,001 А/см2
|
0,001 А/см2
|
0,1 А/см2
|
Свинец
|
1,05
|
1,24
|
1,2
|
Ртуть
|
1,06
|
-
|
1,38
|
Кадмий
|
0.51
|
0,93
|
1,51
|
Цинк
|
0,83
|
1,17
|
1,51
|
Медь
|
0,48
|
0,74
|
0,81
|
Железо
|
0,36
|
0,60
|
0,85
|
Олово
|
0,63
|
0,83
|
-
|
Платина (гладкая)
|
0,1
|
0
|
0,39
|
Платина (черненая)
|
0
|
0
|
0,26
|
Таблица 4
Стандартные электродные потенциалы некоторых
систем в водных растворах
Элемент
|
У р а в н е н и е п р о ц е с с а
|
Ео, В
|
|
Ag
|
Аg+ + e- = Аg
Ag2O + 2H+ + 2e- = 2Ag + H2O
|
0,799
1,173
|
|
Al
|
AlO2- + 2H2O + 3e- = Al + 4OH-
Al3+ + 3e- = Al
|
-2,35
-1,663
|
|
As
|
AsO33- + 3H2O + 3e- = As + 6OH-
AsO43- + 2H2O + 2e- = AsO2- + 4OH-
AsO43- + H2O + 2e- = AsO33- + 2OH-
H3AsO4 + 2H+ + 2e- = H3AsO3 + H2O
H3AsO4 + 2H+ + 2e- = HAsO2 + 2H2O
AsO43- + 8H+ + 5e- = As + 4H2O
|
-1,572
-0,71
-0,658
0,56
0,56
0,648
|
|
Au
|
Au3+ + 2e- = Au+
Au3+ + 3e- = Au
Au+ + e- = Au
|
1,401
1,498
1,692
|
|
Ba
|
Ba2+ + 2e- = Ba
|
-2,905
|
|
Be
|
Bе2+ + 2e- = Bе
|
-1,847
|
|
Bi
|
BiCl4- + 3e- = Bi + 4Cl-
Bi3+ + 3e- = Bi
BiO+ + 2H+ + 3e- = Bi + H2O
NaBiO3 + 4H+ + 2e- = BiO+ + Na+ + 2H2O
|
0,16
0,215
0,32
1,8
|
|
Br
|
BrO- + H2O + 2e- = Br- + 2OH-
Br2 + 2e- = 2Br-
BrO3- + 6H+ + 6e- = Br- + 3H2O
2BrO3- + 12H+ + 10e- = Br2 + 6H2O
BrO4- + 2H+ + 2e- = BrO3- + H2O
|
0,76
1,065
1,44
1,52
1,88
|
|
C
|
2CO2 + 2H+ +2e- = H2C2O4
СО2 + 2H+ + 2e- = СО+ H2O
СО32- + 6H+ + 4e- = С + 3H2O
|
- 0,49
-0,12
0,475
|
|
Ca
|
Са2+ + 2e- = Са
|
-2,866
|
|
Cd
|
Cd2+ + 2e- = Cd
|
-0,403
|
|
Ce
|
Се3+ + 3e- = Се
CеO2 + 4H+ + e- = Cе3++ 2H2O
Се4+ + e- = Се3+
|
-2,48
1,293
1,61
|
|
Элемент
|
У р а в н е н и е п р о ц е с с а
|
Ео, В
|
|
Cl
|
2ClO- + 2H2O + 2e- = Cl2 + 4OH-
ClO4- + 4H2O + 8e- = Cl- + 8OH-
ClO3- + 3H2O + 6e- = Cl- + 6OH-
ClO- + H2O + 2e- = Cl- + 2OH-
ClO4- + 2H+ + 2e- = ClO3-+ H2O
Сl2 + 2e- = 2Cl-
ClO4- + 8H+ + 8e- = Cl-+ 4H2O
ClO3- + 6H+ + 6e- = Cl-+ 3H2O
2ClO3- + 12H+ + 10e- = Cl2 + 6 H2O
HClO + H+ + 2e- = Cl- + H2O
2HClO + 2H+ + 2e- = Cl2 + 2H2O
|
0,40
0,56
0,63
0,88
1,189
1,359
1,38
1,451
1,47
1,494
1,594
|
|
Co
|
Со2+ + 2e- = Со
Со(ОН)3 + e- = Со(ОН)2 + ОН-
Со3+ + 3e- = Со
Со3+ + e- = Со2+
|
-0,277
0,17
0,33
1,808
|
Cr
|
Cr2+ + 2e- = Cr
Cr3+ + 3e- = Cr
Cr3+ + e- = Cr2+
CrO42- + 4H2O + 3e- = Cr(OH)3 + 5OH-
CrO42- + 4H+ + 3e- = CrO2-+ 2H2O
CrO2- + 4H+ + e- = Cr2++ 2H2O
Cr2O72- + 14H+ + 6e- = 2Cr3++ 7H2O
CrO42- + 8H+ + 3e- = Cr3++ 4H2O
|
-0,913
-0,744
-0,407
-0,13
0,945
1,188
1,333
1.477
|
Cu
|
Сu2+ + e- = Сu+
Сu2+ + 2e- = Сu
Сu+ + e- = Сu
|
0,153
0,337
0,52
|
F
|
F2 + 2e- = 2F-
|
2,87
|
Fe
|
Fe(OH)3 + e- = Fe(OH)2 + OH-
Fe2+ + 2e- = Fe
Fe3+ + 3e- = Fe
Fe3+ + e- = Fe2+
FeO42- + 8H+ + 3e- = Fe3+ + 4H2O
|
-0,53
-0,440
-0,037
0,771
1,700
|
H
|
H2 + 2e- = 2H-
2H2O + 2e- = H2 + 2OH-
2H+ + 2e- = H2
|
-2,251
-0,828
0,000
|
Hg
|
Hg2+ + 2e- = Hg
HgSO4 + 2e- = 2Hg + SO42-
|
0,850
0,68
|
Элемент
|
У р а в н е н и е п р о ц е с с а
|
Ео, В
|
I
|
2IO3- + 6H2O + 10e- = I2 + 12OH-
2IO- + 2H2O + 2e- = I2 + 4OH-
I2 + 2e- = 2I-
2IO3- + 12H+ + 10e- = I2 + 6H2O
2HIO + 2H+ + 2e- = I2 + 2H2O
IO4- + 2H+ + 2e- = IO3- + H2O
|
0,21
0,45
0,536
1,19
1,45
1,64
|
Ir
|
IrO2 + 4H+ + 4e- = Ir + 2H2O
Ir3+ + 3e- = Ir
|
0,93
1,15
|
K
|
К+ + e- = К
|
-2,924
|
Li
|
Li+ + e- = Li
|
-3,045
|
Mg
|
Mg2+ + 2e- = Mg
|
-2,363
|
Mn
|
Mn2+ + 2e- = Mn
MnO4- + e- = MnO42-
MnO4- + 2H2O + 3e- = MnO2 + 4OH-
MnO2 + 4H+ + 2e- = Mn2+ + 2H2O
MnO4- + 8H+ + 5e- = Mn2+ + 4H2O
Mn3+ + e- = Mn2+
MnO4- + 4H+ + 3e- = MnO2 + 2H2O
MnO42- + 4H+ + 2e- = MnO2 + 2H2O
|
-1,179
0,564
0,60
1,228
1,507
1,509
1,692
2,257
|
Mo
|
MоO42- + 4H2O + 6e- = Mо + 8OH-
Mо3+ + 3e- = Mо
MoO42- + 8H+ + 6e- = Mо + 4H2O
|
-1,05
-0,200
0,154
|
N
|
NO2- + H2O + e- = NO + 2OH-
NO3- + 2H2O + 3e- = NO + 4OH-
NO3- + H2O + 2e- = NO2- + 2OH-
NO3- + 2H+ + e- = NO2 + H2O
NO3- + 10H+ + 8e- = NН4+ + 3H2O
NO3- + 3H+ + 2e- = НNO2 + H2O
NO3- + 4H+ + 3e- = NO + 2H2O
НNO2 + H+ + e- = NO + H2O
|
-0,46
-0,14
-0,01
0,78
0,87
0,94
0,957
0,99
|
Na
|
Na+ + e- = Na
|
-2,714
|
Ni
|
Ni2+ + 2e- = Ni
Ni(ОН)3 + e- = Ni(ОН)2 + ОН-
|
-0,250
0,49
|
O
|
О2 + 2Н2О + 4e- = 4ОН-
О2 + 2Н+ + 2e- = Н2О2
О2 + 4Н+ + 4e- = 2Н2О
Н2О2 + 2Н+ + 2e- = 2Н2О
О3 + 2Н+ + 2e- = О2 + Н2О
|
0,401
0,682
1,228
1,776
2,076
|
Элемент
|
У р а в н е н и е п р о ц е с с а
|
Ео, В
|
P
|
Р + 3H2O + 3e- = РН3 + 3OH-
Н3РО4 + 4H+ + 4e- = Н3РО2+ 2H2O
Н3РО4 + 5H+ + 5e- = Р + 4H2O
Н3РО4 + 2H+ + 2e- = Н3РО3+ H2O
|
-0,89
-0,39
-0,383
-0,276
|
Pb
|
Pb2+ + 2e- = Pb
PbO32- + H2O + 2e- = PbO22- + 2OH-
PbO2+ 4H+ + 2e- = Pb2+ + 2H2O
Pb4+ + 2e- = Pb2+
|
-0,126
0,2
1,449
1,694
|
Pt
|
Pt2+ + 2e- = Pt
PtCl62- + 2e- = PtCl42- + 2Cl-
|
1,188
0,68
|
Re
|
ReO4- + 4H2O + 7e- = Re + 8OH-
Re3+ + 3e- = Re
ReO4- + 8H+ + 7e- = Re + 4H2O
|
-0,584
0,3
0,37
|
S
|
SO42- + H2O + 2e- = SO32- + 2OH-
SO42- + 4H2O + 6e- = S + 8OH-
S + 2e- = S2-
S4O62- + 2e- = 2S2O32-
|
-0,93
-0,75
-0,48
0,08
|
|
SO42- + 8H+ + 8e- = S2- + 4H2O
SO42- + 4H+ + 2e- = SO2(г) + 2H2O
SO42- + 4H+ + 2e- = SO2(р) + 2H2O
S + 2H+ + 2e- = Н2S
SO42- + 2H+ + 2e- = SO32- + H2O
2SO42- + 10H+ + 8e- = SO3S2- + 5H2O
SO42- + 10H+ + 8e- = Н2S(р) + 4H2O
SO42- + 10H+ + 8e- = Н2S(г) + 4H2O
SO42- + 8H+ + 6e- = S + 4H2O
SO2(р) + 4H+ + 4e- = S + 2H2O
SO2(г) + 4H+ + 4e- = S + 2H2O
S2O82- + 2e- = 2SO42-
|
0,149
0,159
0,161
0,171
0,22
0,275
0,302
0,309
0,357
0,450
0,451
2,010
|
Sb
|
SbO2- + 2H2O + 3e- = Sb + 4OH-
SbO2- + 4H+ + 3e- = Sb + 2H2O
Sb2O5 + 6H+ + 4e- = 2SbO+ + 3 H2O
|
-0,675
0,446
0,581
|
Sc
|
Sc3+ + 3e- = Sc
Sc(OH)3 + 3H+ + 3e- = Sc + 3 H2O
|
-2,077
-1,784
Ео, В
|
Элемент
|
У р а в н е н и е п р о ц е с с а
|
Se
|
Se + 2e- = Se2-
Se + 2H+ + 2e- = H2Se
SeO32- + 3H2O + 4e- = Se + 6OH-
SeO42- + 4H2O + 6e- = Se + 8OH-
SeO42- + H2O + 2e- = SeO32- + 2OH-
H2SeO3 + 4H+ + 4e- = Se + 3H2O
SeO42- + 4H+ + 2e- = H2SeO3 + H2O
|
-0,92
-0,40
-0,366
-0,228
0,05
0,741
1,15
|
Si
|
SiO32- + 3H2O + 4e- = Si + 6OH-
SiO32- + 6H+ + 4e- = Si + 3H2O
|
-1,7
-0,455
|
Sn
|
Sn(OH)62- + 2e- = HSnO2- + 3OH- + H2O
Sn2+ + 2e- = Sn
Sn4+ + 4e- = Sn
Sn4+ + 2e- = Sn2+
|
-0,90
-0,136
0,01
0,151
|
Ta
|
Ta2O5 + 10H- + 10e- = 2Ta + 5 H2O
|
- 0,75
|
Tc
|
Тc2+ + 2e- = Тc
ТсO4- + 8H+ + 5e- = Тс2+ + 4H2O
|
0,4
0,5
|
Te
|
TeO2 + 4H+ + 4e- = Te + 2H2O
|
0,529
|
Ti
|
Тi2+ + 2e- = Тi
Тi3+ + 3e- = Тi
Тi3+ + е- = Ti2+
ТiF62- + 4e- = Тi + 6F-
ТiO2 + 4H+ + e- = Тi3+ + 2 H2O
TiO2+ + 2H+ + e- = Ti3+ + H2O
|
-1,630
-1,23
- 0,37
-1,19
-0,666
0,1
|
Tl
|
Tl2S + 2e- = 2Tl +S2-
TlI + e- = Tl + I-
Tl+ + e- = Tl
Tl(OH)3 + 2e- = TlOH + 2OH-
TlOH + H+ + e- = Tl + H2O
Tl3+ + 2e- = Tl+
|
- 0,93
- 0,753
- 0,336
- 0,05
0,778
1,25
|
Элемент
|
У р а в н е н и е п р о ц е с с а
|
Ео, В
|
V
|
V2+ + 2e- = V
V3+ + 3e- = V
V3+ + e- = V2+
[VF7]2- + 7H+ + 5 e- = V + 7 HF
VO2+ + 2H+ + e- = V3+ + H2O
V2O5 + 6H+ + 2e- = 2VO2+ + 3H2O
VO43- + 6H+ + 2e- = VO+ + 3H2O
VO43- + 4H2O + 5e- = V + 8OH-
|
-1,175
-0,255
- 0,255
- 0,235
0,337
0,958
1,256
0,12
|
W
|
WO42- + 4 H2O + 6e- = W + 6OH-
WO42- + 8H+ + 6e- = W + 4 H2O
|
- 1,05
0,05
|
Zn
|
Zn2+ + 2e- = Zn
ZnO22- + 2H2O + 2e- = Zn + 4OH-
|
-0,763
-1,216
|
Таблица 5
Электрохимические эквиваленты и плотности некоторых простых веществ
Элемент
|
Окислен-ная форма
|
Восста-новлен-ная форма
|
Электрохимический эквивалент
|
Плотность при 20ОС, г/см3
|
мг/Кл
|
г/А-ч
|
|
|
Алюминий
Бериллий
Водород
Железо
Кадмий
Кальций
Кислород
Магний
Медь
Натрий
Никель
Олово
Свинец
Серебро
Титан
Хлор
Хром
Цинк
|
Аl3+
Ве2+
Н+
Fe2+
Cd 2+
Са 2+
1/2О2
Мg2+
Сu 2+
Na +
Ni 2+
Sn 2+
Pb2+
Аg+
Тi4+
1/2Cl2
Сr3+
Zn2+
|
Al
Ве
Н2
Fe
Cd
Са
Н2О
Mg
Cu
Na
Ni
Sn
Pb
Ag
Ti
Cl-
Cr
Zn
|
0,093
0,047
0,0154
0,289
0,582
0,207
0,083
0,126
0,659
0,238
0,304
0,615
1,074
1,18
0,124
0,368
0,180
0,339
|
0,335
0,168
0,0376
0,418л
1,042
2,10
0,747
0,289
0,209л
0,454
2,37
0,858
1,095
2,21
3,87
4,025
0,446
1,325
0,647
1/220
|
2,70
1,84
-
7,87
8,65
1,65
-
1,74
8,96
0,971
8,90
8,90
11,34
10,50
4,50
-
7,19
7,13
|
Библиографический список
Глинка Н.Л. Общая химия/ Н.Л. Глинка. М. : Высшая школа, 1999. 532 с. (И более поздние издания.)
Глинка Н.Л. Задачи и упражнения по общей химии/ Н.Л. Глинка. Л. : Химия, 1998 . 263 с.(И более поздние издания.)
Коровин Н.В. Общая химия/ Н.В. Коровин. М. : Высшая школа, 1998. 343 с.
Угай А.Я. Общая и неорганическая химия/ А.Я. Угай. М. : Высшая школа, 2000. 527 с.
Ахметов Н.С., Азизова М.К., Бадыгина Л.И. Лабораторные и семинарские занятия по неорганической химии/ Н.С. Ахметов,М.К. Азизова, Л.И. Бадыгина. М. : Высшая школа, 1979. 255 с.
Краткий справочник физико-химических величин /под ред.
А. Равделя, А.М. Пономаревой. Л. : Химия, 1986. 232 с.
Химия : конспект лекций / О.А Антропова [и др.]. Екатеринбург : ООО «Издательство УМЦ УПИ», 2000. 43 с.
Химия : краткий конспект лекций для студентов заочной формы обучения и представительств УГТУ-УПИ /С.Д. Ващенко [и др.]. Екатеринбург : УГТУ-УПИ, 2001. 43 с.
ОБЩИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ
примеры решения типовых задач при выполнении домашних заданий
Составители Нечаев Александр Владимирович
Редактор
Компьютерный набор А.В.Нечаева
________________________________________________________________
Подписано в печать Формат 60х84 1/16
Бумага писчая Плоская печать Усл. печ. л.
Уч.-изд. л. Тираж Цена «С» ________________________________________________________________
Редакционно-издательский отдел ГОУ ВПО УГТУ-УПИ
620002, г. Екатеринбург, ул. Мира, 19
Ризография НИЧ ГОУ ВПО УГТУ-УПИ
620002, г. Екатеринбург, ул. Мира, 19
|
Скачать 51.27 Kb.