Коррозия металлов - файл n1.doc

приобрести
Коррозия металлов
скачать (60 kb.)
Доступные файлы (1):

60kb.

26.08.2012 14:48

n1.doc

Галлеев Ильяс ТЭ-112 Дата:7.04.10

Лабораторная работа № 8

Тема. 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? O^2-).

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 + H₂SO_{4 (}_разб₎? ZnSO

-2e=Zn

)=-0,763

2H

ph(H

)=2

?⁰_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 (H₂SO_{4 р}) реагируют металлы, электродный потенциал которых меньше 0 В (?⁰< 0 В),а ?(Cu

Прикоснуться медной проволокой к кусочку цинка.

Наблюдения: Газ выделяется на медной проволоке

Механизм процесса:
?⁰(Cu²⁺/Cu) = 0,339 В

?⁰(Zn²⁺/Zn) = -0,763 В
Катодом является – Cu

Анодом является – Zn
Перенапряжение водорода на катоде: ? _Н2(_Cu₎ = 0,5 B

pH = 0

Реакция на аноде (А):Zn

Реакция на катоде (К): H

?⁰_{(катод) =}?⁰_{(окислитель)}= -0,059 pH – ? _Н2(_Cu₎ = -0,5 B

E⁰ = ?⁰_{(окислитель)} - ?⁰ _{(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:
?⁰(Fe²⁺/Fe) = -0,447 В

?⁰(O₂/OH^-) = 1,23 – 0,059рН=1,23-0,59=0,64 В
Катодом и анодом является – Fe.

Перенапряжение кислорода на катоде: ? _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.

?⁰_{(катод) =}?⁰_{(окислитель)}= ?⁰(O₂/OH^-) –? _O₂₍_Fe₎ =0,64-0,6=0,04 В

E⁰ = ?⁰_{(окислитель)} - ?⁰ _{(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.

Галлеев Ильяс ТЭ-112 Дата:7.04.10