В водный раствор, имеющий начальные значения рН = 7 и концентрацию ионов металла [Mxn+], погружены: а) М1; б) М2; в) комбинация из М1 и М2, находящихся в контакте. (Решение → 21089)

Заказ №38748

В водный раствор, имеющий начальные значения рН = 7 и концентрацию ионов металла [Mxn+], погружены: а) М1; б) М2; в) комбинация из М1 и М2, находящихся в контакте. Для всех трёх вариантов необходимо: 1) Рассмотреть первичные(с участием г) ионов водорода; д) молекулярного кислорода) коррозионные процессы; 2) Рассмотреть вторичные коррозионные процессы с написанием соответствующих химических реакций; 3) Рассчитать равновесные потенциалы (φр ) катодного, анодного процессов и ЭДС (Екэ) коррозионного элемента; исходя из выше полученных данных и с учетом величин перенапряжения водорода ηн и ионизации кислорода ηо на соответствующих металлах построить коррозионные диаграммы; 4) На основании полученных в работе результатов сделать выводы об относительной эффективности протекания коррозионных процессов на металлах, находящихся в растворе без контакта и в контакте друг с другом.

Решение:

а) согласно приведенным данным, [M1 n+] = 10-5 ; М1 – Cd/Cd+2. Значение стандартного электродного потенциала равно: φ0 Cd+2/Cd = -0,40 В. Рассмотрим первичные коррозионные процессы: 1) С участием ионов водорода (так как величина рН = 7, то есть среда нейтральная): так как стандартный потенциал Cd/Cd+2 меньше, чем стандартный потенциал Н2О/Н2, ОН- , то кадмий является анодом : На аноде: Cd0 - 2e → Cd+2 – процесс окисления На катоде: 2Н2О + 2е → Н2 0 + 2ОН- – процесс восстановления 704 Токообразующая реакция: Cd0 + 2Н2О → Cd+2 + Н2 0 + 2ОНС участием молекулярного кислорода получим: На аноде: Cd0 – 2e → Cd+2 – процесс окисления На катоде: О2 + 2Н2О + 4е → 4ОН- – процесс восстановления Токообразующая реакция: 2Cd0 + О2 + 2Н2О → 2 Cd+2 + 4ОН2) Вторичные коррозионные процессы приведены ниже (ведут, в основном, к образованию труднорастворимых соединений, в данном случае, к образованию гидроксида кадмия): 2Cd + О2 + 2Н2О → 2 Cd(ОН)2 Cd + 2Н2О → Cd(ОН)2 + Н2 0 3) Вычислим равновесные потенциалы, используя уравнение Нернста: - В случае водородной деполяризации: Равновесный потенциал анода: φр (Cd/Cd+2) = φ0 Cd+2/Cd + 0,0592 2 lg [М1 n+] = - 0,40 + 0,0592 2 lg 10-5 = -0,548 (В)