3525

Коррозия металлов

Лабораторная работа

Физика

Коррозия металлов. Цели. 1.Познакомиться с процессом коррозии с водородной деполяризацией. 2. Познакомиться с процессом коррозии с кислородной деполяризацией. 3. Рассчитать термодинамическую вероятность процессов коррозии с водородной и с кислородно...

Русский

2012-11-02

48 KB

22 чел.

Коррозия металлов.

Цели.

1.Познакомиться с процессом коррозии с водородной деполяризацией.

2. Познакомиться с процессом коррозии с кислородной деполяризацией.

3. Рассчитать термодинамическую вероятность процессов коррозии с водородной и с кислородной деполяризацией.

I. Теоретическая часть.

Коррозия – необратимое самопроизвольное разрушение металлов и сплавов.

Электрохимическая коррозия происходит в том случае, если на поверхности металлического слоя находится электролит в виде растворов солей, кислот, щелочей.

Сущность электрохимической коррозии в том, что процесс окисления металла сопровождается полным удалением электронов его атома и передачей их деполяризатору. (На катоде деполяризатор восстанавливается H+→H2, O2→ O2-).

Коррозия с водородной деполяризацией – ионы водорода обладают высокой подвижностью, и поэтому данная коррозия протекает с большой скоростью.

При pH < 7:  2H+ + 2e- → H2.

При pH > 7, pH = 7: 2H2O + 2e- → H2 + 2OH-.

Коррозия с кислородной деполяризацией – протекает в водных растворах электролитов в длительном соприкосновении с воздухом. В этом случае деполяризатором является кислород.

При pH < 7:  O2 + 4H+ + 4e- → 2H2O.

При pH > 7, pH = 7: O2 +2H2O + 4e- → 4OH-.

II. Экспериментальная часть.

Опыт 1. Электрохимическая коррозия с водородной деполяризацией.

Ход работы:

В пробирку налить 5 мл разбавленного раствора H2SO4, опустить в раствор кусочек цинка Zn.

Наблюдения:

 

Уравнение реакции:

Zn + H2SO4 (разб) → ZnSO+H

Zn-2e=Zn  φ()=-0,763

2H

ph(HSO)=2

φ0 о-ль = -0,059pH=-0,118

E==-0,118-(-0,763)=0,645 B

∆G=-n*E*F=-2*0,645*96500=-124,5 кДж

 

Отрезок медной проволоки очистить наждачной бумагой и промыв водой, медленно опустить в раствор. Медь не взаимодействует с разбавленной H2SO4. (Почему?)

С разбавленной серной кислотой (H2SO4 р) реагируют металлы, электродный потенциал которых меньше 0 В (φ0< 0 В), а φ(Cu

Прикоснуться медной проволокой к кусочку цинка.

Наблюдения: Газ выделяется на медной проволоке

Механизм процесса:

φ0(Cu2+/Cu) = 0,339 В

φ0(Zn2+/Zn) = -0,763 В

Катодом является – Cu

Анодом является – Zn

Перенапряжение водорода на катоде: η Н2(Cu) = 0,5 B

pH = 0

Реакция на аноде (А):Zn

Реакция на катоде (К): H

φ0 (катод) = φ0 (окислитель) = -0,059 pHη Н2(Cu ) = -0,5 B 

E0 = φ0 (окислитель) - φ0 (восстановитель);

E0 = -0,5-(-0,763)= 0,263

G0 = - nE0F;

G0 = -2*0,263*96500= - 50,76 кДж.

Вывод: Познакомились с процессом коррозии с водородной деполяризацией. Рассчитали термодинамическую вероятность процесса коррозии с водородной деполяризацией.

Опыт 2. Электрохимическая коррозия с кислородной деполяризацией.

Ход работы:

В 2 стаканчика налить по 50 мл 2M раствора Na2SO4. Раствор в одном из стаканчиков прокипятить. Прилить в оба раствора по 1 мл раствора K3[Fe(CN)6] (красная кровяная соль). Две стальные пластинки очистить наждачной бумагой, ополоснуть водой, поместить в стаканчики с растворами. Добавить по 3-4 капли фенолфталеина.

Наблюдения:

не кипятили  кипятили

 Механизм процесса:

φ0(Fe2+/Fe) = -0,447 В

φ0(O2/OH-) = 1,23 – 0,059рН=1,23-0,59=0,64 В

Катодом и анодом является – Fe.

Перенапряжение кислорода на катоде: η O2(Fe) = 0,6 В.

pH = 7.

Реакция на аноде (А):

Реакция на катоде (К): O2 +2H2O + 4e- → 4OH-.

Уравнения реакций:

1) 3Fe2++2 K3[Fe(CN)6] Fe3[Fe(CN)6]2↓ + 6K+ ;   

 

 (турнбуллевая синь)

2) Наличие в растворе ионов OH- обуславливает pH> 7, следовательно, фенолфталеиновый в щелочной среде становится малиновым.

φ0 (катод) = φ0 (окислитель) = φ0(O2/OH-) η O2(Fe) =0,64-0,6=0,04 В

E0 = φ0 (окислитель) - φ0 (восстановитель);

E0 = 0,04-(-0,447)=0,451 В

G0 = - nE0F;

G0 = -4*0,451*96500= -174 кДж

Вывод: . Познакомились с процессом коррозии с кислородной деполяризацией. Рассчитали термодинамическую вероятность процесса коррозии с кислородной деполяризацией.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

29464. Признак Дирихл 50.3 KB
  Признак Дирихле теорема указывающая достаточные условия сходимости несобственных интегралов и суммируемостибесконечных рядов. Названа в честь немецкого математика ЛежёнаДирихле. Признак Дирихле сходимости несобственных интегралов первого рода Пусть выполнены условия: и имеет на ограниченную первообразную то есть ; функция ; .
29465. Метод среднего арифметического в числовых рядах 44.37 KB
  Утверждение: Сумма расходящегося ряда равна по методу средних арифметических. Итого и ряд имеет сумму по методу средних арифметических. [править]Необходимый признак Из предыдущего пункта вытекает необходимый признак: Утверждение: Если ряд суммируется методом средних арифметических то .
29466. Функциональные последовательности и функциональные ряды. Понятие равномерной сходимости 23.15 KB
  Понятие равномерной сходимости Равномерная сходимость функционального ряда Пусть – функции комплексной переменной z. Важнейшим понятием для теории таких рядов является понятие равномерной сходимости. Желание избавится от z и приводит к понятию равномерной сходимости функционального ряда. Каждое значение x ∈ I для которого последовательность 3 имеет некоторый конечный предел принадлежит области сходимости этой последовательности.
29470. Необходимый признак сходимости(расходимости) гармонического ряда 23.45 KB
  Необходимый признак сходимостирасходимости гармонического ряда Необходимый признак сходимости ряда. Если то ряд расходится – это достаточный признак расходимости ряда. Также следует запомнить понятие обобщенного гармонического ряда:1 Данный ряд расходится при . Еще раз подчеркиваю что почти во всех практических заданиях нам совершенно не важно чему равна сумма например ряда важен сам факт что он сходится.
29471. Признак Даламбера в предельной и непредельной форме 168.98 KB
  При́знак д’Аламбе́ра или Признак Даламбера признак сходимости числовых рядов установлен Жаном д’Аламбером в1768 г. Если для числового ряда существует такое число что начиная с некоторого номера выполняется неравенство то данный ряд абсолютно сходится; если же начиная с некоторого номера то ряд расходится. Признак сходимости д’Аламбера в предельной форме[править] Если существует предел то рассматриваемый ряд абсолютно сходится если а если расходится. Если то признак д′Аламбера не даёт ответа на вопрос о сходимости ряда.
29472. Признак коши (радикальный) 15.45 KB
  Радикальный признак Коши: Рассмотрим положительный числовой ряд .в При признак не дает ответа. Нужно использовать другой признак.