[ Новые сообщения · Участники · Правила форума · Поиск по форуму ]
  • Страница 1 из 1
  • 1
Форум » Химическое образование » Типовые задачи и решения по электрохимии » 2. Коррозионные пары, определение возможности коррозии
2. Коррозионные пары, определение возможности коррозии
lascheggiaДата: Среда, 14.11.2012, 08:58 | Сообщение # 1
Группа: Администраторы
Сообщений: 4239
Статус: Offline

2.1. Коррозия в кислой среде без доступа кислорода

Задание
Определить возможность коррозии, составить схему коррозионного элемента, указать полярность электродов, указать вид деполяризации и записать уравнения катодного и анодного процессов для гальванопары алюминий-железо, находящейся в кислой среде (pH → 0) при нормальных условиях без доступа кислорода воздуха.
Решение
Рассмотрим расположение алюминия и железа в электрохимическом ряду напряжений металлов:


Li

-3,04		K

-2,93		Na

-2,71		Mg

-2,36		Al

-1,66		Ti

-1,63		Mn

-1,18		Zn

-0,76		Cr

-0,74		Fe

-0,44		Cd

-0,40		Co

-0,28		Ni

-0,25		Sn

-0,14		Pb

-0,13		H2

0,00		Sb

0,24		Cu

0,34		Ag

0,80		Pd

0,99		Pt

1,20		Au

1,50


Номинально железо имеет по сравнению с алюминием больший потенциал (-1,66 В < -0,44 В), следовательно, в гальванопаре с алюминием номинально железо должно быть катодом, а алюминий – анодом.

Вид деполяризации определяют по наличию в коррозионной системе деполяризатора – катионов водорода (воды) или кислорода. В кислой среде (доступ кислорода не указан) деполяризация – водородная, в атмосферных условиях – кислородная, в щелочной среде (доступ кислорода не указан) – водородная.

Термодинамическую возможность коррозии оценивают путем сравнения стандартных потенциалов каждого из металлов с потенциалами водородного и кислородного электродов, рассчитанных по формулам EH2 = -0,059 • pH и EO2 = 1,23 -0,059 • pH (с учетом вида деполяризации). Если потенциал металла меньше потенциала водородного или кислородного электрода, то коррозия термодинамически возможна, если потенциал металла больше – соответственно, наоборот. Для определения фактической возможности коррозии следует учитывать склонность металлов к пассивации в той или иной коррозионной среде.

Ниже приведены значения потенциалов водородного и кислородного электродов и указаны катодные реакции восстановления деполяризатора.

В кислой среде:
EH2 = -0,059 • pH = -0,059 • 0 = 0,00 В____________2H+ + 2e = H2
EO2 = 1,23 -0,059 • pH = 1,23 -0,059 • 0 = 1,23 В____O2 + 4H+ + 4e = 2H2O

Схема коррозионного элемента и электродные реакции представлены ниже.

EH2 = -0,059 • 0 = 0,00 В.
Термодинамически возможна коррозия обоих металлов с водородной деполяризацией (-1,66 В < -0,44 В < 0,00 В).
Фактически возможна коррозия обоих металлов (оба металла неустойчивы в кислотах).
анод ( - ) Al | H2O, H+ | Fe ( + ) катод
Анодная реакция: Al = Al3+ + 3e
Катодная реакция: 2H+ + 2e = H2
Суммарная реакция: 2Al + 6H+ = 2Al3+ + 3H2

Поделиться

Поддержать проект
 
lascheggiaДата: Среда, 14.11.2012, 09:13 | Сообщение # 2
Группа: Администраторы
Сообщений: 4239
Статус: Offline

2.2. Коррозия в кислой среде с доступом кислорода

Задание
Определить возможность коррозии, составить схему коррозионного элемента, указать полярность электродов, указать вид деполяризации и записать уравнения катодного и анодного процессов для гальванопары алюминий-железо, находящейся в кислой среде (pH → 0) при нормальных условиях с доступом кислорода воздуха.
Решение
Рассмотрим расположение алюминия и железа в электрохимическом ряду напряжений металлов:


Li

-3,04		K

-2,93		Na

-2,71		Mg

-2,36		Al

-1,66		Ti

-1,63		Mn

-1,18		Zn

-0,76		Cr

-0,74		Fe

-0,44		Cd

-0,40		Co

-0,28		Ni

-0,25		Sn

-0,14		Pb

-0,13		H2

0,00		Sb

0,24		Cu

0,34		Ag

0,80		Pd

0,99		Pt

1,20		Au

1,50


Номинально железо имеет по сравнению с алюминием больший потенциал (-1,66 В < -0,44 В), следовательно, в гальванопаре с алюминием номинально железо должно быть катодом, а алюминий – анодом.

Вид деполяризации определяют по наличию в коррозионной системе деполяризатора – катионов водорода (воды) или кислорода. В кислой среде (доступ кислорода не указан) деполяризация – водородная, в атмосферных условиях – кислородная, в щелочной среде (доступ кислорода не указан) – водородная.

Термодинамическую возможность коррозии оценивают путем сравнения стандартных потенциалов каждого из металлов с потенциалами водородного и кислородного электродов, рассчитанных по формулам EH2 = -0,059 • pH и EO2 = 1,23 -0,059 • pH (с учетом вида деполяризации). Если потенциал металла меньше потенциала водородного или кислородного электрода, то коррозия термодинамически возможна, если потенциал металла больше – соответственно, наоборот. Для определения фактической возможности коррозии следует учитывать склонность металлов к пассивации в той или иной коррозионной среде.

Ниже приведены значения потенциалов водородного и кислородного электродов и указаны катодные реакции восстановления деполяризатора.

В кислой среде:
EH2 = -0,059 • pH = -0,059 • 0 = 0,00 В____________2H+ + 2e = H2
EO2 = 1,23 -0,059 • pH = 1,23 -0,059 • 0 = 1,23 В____O2 + 4H+ + 4e = 2H2O

Схема коррозионного элемента и электродные реакции представлены ниже.

EO2 = 1,23 -0,059 • pH = 1,23 -0,059 • 0 = 1,23 В.
Термодинамически возможна коррозия обоих металлов с кислородной деполяризацией (-1,66 В < -0,44 В < 1,23 В).
Фактически возможна коррозия обоих металлов (оба металла неустойчивы в кислотах при доступе кислорода воздуха).
анод ( - ) Al | H2O, H+, O2 | Fe ( + ) катод
Анодная реакция: Al = Al3+ + 3e
Катодная реакция: O2 + 4H+ + 4e = 2H2O
Суммарная реакция: 4Al + 12H+ + 3O2= 4Al3+ + 6H2O


data-yashareType="button" data-yashareQuickServices="yaru,vkontakte,facebook,twitter,odnoklassniki,moimir,lj"

>


Поддержать проект
 
lascheggiaДата: Четверг, 15.11.2012, 08:59 | Сообщение # 3
Группа: Администраторы
Сообщений: 4239
Статус: Offline

2.3. Коррозия в нейтральной среде с доступом кислорода (коррозия во влажной атмосфере)

Задание
Определить возможность коррозии, составить схему коррозионного элемента, указать полярность электродов, указать вид деполяризации и записать уравнения катодного и анодного процессов для гальванопары алюминий-железо, находящейся во влажной атмосфере (pH = 7) при нормальных условиях.
Решение
Рассмотрим расположение алюминия и железа в электрохимическом ряду напряжений металлов:


Li

-3,04		K

-2,93		Na

-2,71		Mg

-2,36		Al

-1,66		Ti

-1,63		Mn

-1,18		Zn

-0,76		Cr

-0,74		Fe

-0,44		Cd

-0,40		Co

-0,28		Ni

-0,25		Sn

-0,14		Pb

-0,13		H2

0,00		Sb

0,24		Cu

0,34		Ag

0,80		Pd

0,99		Pt

1,20		Au

1,50


Номинально железо имеет по сравнению с алюминием больший потенциал (-1,66 В < -0,44 В), следовательно, в гальванопаре с алюминием номинально железо должно быть катодом, а алюминий – анодом.

Вид деполяризации определяют по наличию в коррозионной системе деполяризатора – катионов водорода (воды) или кислорода. В кислой среде (доступ кислорода не указан) деполяризация – водородная, в атмосферных условиях – кислородная, в щелочной среде (доступ кислорода не указан) – водородная.

Термодинамическую возможность коррозии оценивают путем сравнения стандартных потенциалов каждого из металлов с потенциалами водородного и кислородного электродов, рассчитанных по формулам EH2 = -0,059 • pH и EO2 = 1,23 -0,059 • pH (с учетом вида деполяризации). Если потенциал металла меньше потенциала водородного или кислородного электрода, то коррозия термодинамически возможна, если потенциал металла больше – соответственно, наоборот. Для определения фактической возможности коррозии следует учитывать склонность металлов к пассивации в той или иной коррозионной среде.

Ниже приведены значения потенциалов водородного и кислородного электродов и указаны катодные реакции восстановления деполяризатора.

В нейтральной среде:
EH2 = -0,059 • pH = -0,059 • 7 = -0,41 В____________2H2O + 2e = H2 + 2OH-
EO2 = 1,23 -0,059 • pH = 1,23 -0,059 • 7 = 0,82 В____O2 + 2H2O + 4e = 4OH-

Схема коррозионного элемента и электродные реакции представлены ниже.

EO2 = 1,23 -0,059 • 7 = 0,82 В.
Термодинамически возможна коррозия обоих металлов с кислородной деполяризацией (-1,66 В < -0,44 В < 0,82 В).
Фактически возможна коррозия только железа (алюминий устойчив в подобных условиях).
анод ( - ) Fe | H2O, O2 | Al ( + ) катод
Анодная реакция: Fe = Fe2+ + 2e
Катодная реакция: O2 + 2H2O + 4e = 4OH-

Суммарная реакция: 2Fe + O2 + 2H2O = 2Fe(OH)2


data-yashareType="button" data-yashareQuickServices="yaru,vkontakte,facebook,twitter,odnoklassniki,moimir,lj"

>


Поддержать проект
 
lascheggiaДата: Четверг, 15.11.2012, 11:35 | Сообщение # 4
Группа: Администраторы
Сообщений: 4239
Статус: Offline

2.4. Коррозия в щелочной среде без доступа кислорода

Задание
Определить возможность коррозии, составить схему коррозионного элемента, указать полярность электродов, указать вид деполяризации и записать уравнения катодного и анодного процессов для гальванопары алюминий-железо, находящейся в щелочной среде (pH → 14) при нормальных условиях без доступа кислорода воздуха.
Решение
Рассмотрим расположение алюминия и железа в электрохимическом ряду напряжений металлов:


Li

-3,04		K

-2,93		Na

-2,71		Mg

-2,36		Al

-1,66		Ti

-1,63		Mn

-1,18		Zn

-0,76		Cr

-0,74		Fe

-0,44		Cd

-0,40		Co

-0,28		Ni

-0,25		Sn

-0,14		Pb

-0,13		H2

0,00		Sb

0,24		Cu

0,34		Ag

0,80		Pd

0,99		Pt

1,20		Au

1,50


Номинально железо имеет по сравнению с алюминием больший потенциал (-1,66 В < -0,44 В), следовательно, в гальванопаре с алюминием номинально железо должно быть катодом, а алюминий – анодом.

Вид деполяризации определяют по наличию в коррозионной системе деполяризатора – катионов водорода (воды) или кислорода. В кислой среде (доступ кислорода не указан) деполяризация – водородная, в атмосферных условиях – кислородная, в щелочной среде (доступ кислорода не указан) – водородная.

Термодинамическую возможность коррозии оценивают путем сравнения стандартных потенциалов каждого из металлов с потенциалами водородного и кислородного электродов, рассчитанных по формулам EH2 = -0,059 • pH и EO2 = 1,23 -0,059 • pH (с учетом вида деполяризации). Если потенциал металла меньше потенциала водородного или кислородного электрода, то коррозия термодинамически возможна, если потенциал металла больше – соответственно, наоборот. Для определения фактической возможности коррозии следует учитывать склонность металлов к пассивации в той или иной коррозионной среде.

Ниже приведены значения потенциалов водородного и кислородного электродов и указаны катодные реакции восстановления деполяризатора.

В щелочной среде:
EH2 = -0,059 • pH = -0,059 • 14 = -0,83 В____________2H2O + 2e = H2 + 2OH-
EO2 = 1,23 -0,059 • pH = 1,23 -0,059 • 14 = 0,40 В____O2 + 2H2O + 4e = 4OH-

Схема коррозионного элемента и электродные реакции представлены ниже.

EH2 = -0,059 • 14 = -0,83 В.
Термодинамически возможна коррозия только алюминия (-1,66 В < -0,83 В < -0,44 В).
Фактически возможна коррозия только алюминия (железо пассивируется в щелочах).
анод ( - ) Al | H2O, OH- | Fe ( + ) катод
Анодная реакция: Al = Al3+ + 3e
Катодная реакция: 2H2O + 2e = H2 + 2OH-

Суммарная реакция: 2Al + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2


data-yashareType="button" data-yashareQuickServices="yaru,vkontakte,facebook,twitter,odnoklassniki,moimir,lj"

>


Поддержать проект
 
lascheggiaДата: Суббота, 08.12.2012, 04:03 | Сообщение # 5
Группа: Администраторы
Сообщений: 4239
Статус: Offline

2.5. Коррозия в щелочной среде с доступом кислорода

Задание
Определить возможность коррозии, составить схему коррозионного элемента, указать полярность электродов, указать вид деполяризации и записать уравнения катодного и анодного процессов для гальванопары алюминий-железо, находящейся в щелочной среде (pH → 14) при нормальных условиях с доступом кислорода воздуха.
Решение
Рассмотрим расположение алюминия и железа в электрохимическом ряду напряжений металлов:


Li

-3,04		K

-2,93		Na

-2,71		Mg

-2,36		Al

-1,66		Ti

-1,63		Mn

-1,18		Zn

-0,76		Cr

-0,74		Fe

-0,44		Cd

-0,40		Co

-0,28		Ni

-0,25		Sn

-0,14		Pb

-0,13		H2

0,00		Sb

0,24		Cu

0,34		Ag

0,80		Pd

0,99		Pt

1,20		Au

1,50


Номинально железо имеет по сравнению с алюминием больший потенциал (-1,66 В < -0,44 В), следовательно, в гальванопаре с алюминием номинально железо должно быть катодом, а алюминий – анодом.

Вид деполяризации определяют по наличию в коррозионной системе деполяризатора – катионов водорода (воды) или кислорода. В кислой среде (доступ кислорода не указан) деполяризация – водородная, в атмосферных условиях – кислородная, в щелочной среде (доступ кислорода не указан) – водородная.

Термодинамическую возможность коррозии оценивают путем сравнения стандартных потенциалов каждого из металлов с потенциалами водородного и кислородного электродов, рассчитанных по формулам EH2 = -0,059 • pH и EO2 = 1,23 -0,059 • pH (с учетом вида деполяризации). Если потенциал металла меньше потенциала водородного или кислородного электрода, то коррозия термодинамически возможна, если потенциал металла больше – соответственно, наоборот. Для определения фактической возможности коррозии следует учитывать склонность металлов к пассивации в той или иной коррозионной среде.

Ниже приведены значения потенциалов водородного и кислородного электродов и указаны катодные реакции восстановления деполяризатора.

В щелочной среде:
EH2 = -0,059 • pH = -0,059 • 14 = -0,83 В____________2H2O + 2e = H2 + 2OH-
EO2 = 1,23 -0,059 • pH = 1,23 -0,059 • 14 = 0,40 В____O2 + 2H2O + 4e = 4OH-

Схема коррозионного элемента и электродные реакции представлены ниже.

EO2 = 1,23 -0,059 • pH = 1,23 -0,059 • 14 = 0,40 В.
Термодинамически возможна коррозия обоих металлов с кислородной деполяризацией (-1,66 В < -0,44 В < 0,40 В).
Фактически возможна коррозия только алюминия (железо пассивируется в щелочах даже при доступе кислорода воздуха).
анод ( - ) Al | H2O, OH-, O2 | Fe ( + ) катод
Анодная реакция: Al = Al3+ + 3e
Катодная реакция: O2 + 2H2O + 4e = 4OH-

Суммарная реакция: 4Al + 6H2O + 3O2 = 4Al(OH)3


data-yashareType="button" data-yashareQuickServices="yaru,vkontakte,facebook,twitter,odnoklassniki,moimir,lj"

>


Поддержать проект
 
Форум » Химическое образование » Типовые задачи и решения по электрохимии » 2. Коррозионные пары, определение возможности коррозии
  • Страница 1 из 1
  • 1
Поиск: