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

23 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

67749. АРИФМЕТИКА МНОГОЧЛЕНОВ 461 KB
  Множество всех многочленов от одной переменной над полем образует коммутативное кольцо с единицей. В кольце многочленов имеет место алгоритм деления с остатком аналогичный тому который имеет место для целых чисел. Если для многочленов и в кольце существуют такие многочлены и что многочлен можно представить...
67750. Програмування в Mathcad. Освоєння основ програмування в Mathcad 59.5 KB
  Привести тестові приклади для розроблених програм Елементи вектору можуть бути дійсними або комплексними Знайти елемент вектору максимальний мінімальнний з максимальним значенням дійсної частини з мінімальним значення уявної частини максимальний по модулю...
67751. АРИФМЕТИКА ОСТАТКОВ 524 KB
  Для произвольного приведённого многочлена ненулевой степени над полем кольцом многочленов по модулю называется множество всех многочленов над этим полем, степени которых не превышают степень самого многочлена, с операциями сложения и умножения многочленов по модулю.
67753. ШИФРИ ЗАМІНИ І ПЕРЕСТАНОВКИ 118 KB
  Шифр заміни шифр підстановки метод шифрування при якому кожен елемент початкового тексту взаємнооднозначно замінюється одним або декількома знаками деякого алфавіту. Шифр простої заміни замінює кожен знак вхідного алфавіту на деякий знак з того ж алфавіту Результат заміни не залежить від розташування...
67756. Исследование последовательного колебательного контура (резонанс напряжений) 374.5 KB
  В процессе выполнения работы исследуются и изучаются следующие вопросы: Явление резонанса возникающее в неразветвленной цепи содержащей катушку индуктивности и конденсатор последовательный колебательный контур; Условие возникновения резонанса в цепи и его проверка в лабораторных условиях...
67757. Исследование параллельного колебательного контура (резонанс токов) 542.5 KB
  Ответить на следующие вопросы: а что понимают под явлением резонанса б изменением каких параметров можно достичь резонанса в параллельном контуре в почему явление резонанса в параллельном контуре называют резонансом токов г какие энергетические процессы происходят в контуре при резонансе д как определить...