Поиск

Полнотекстовый поиск:
Где искать:
везде
только в названии
только в тексте
Выводить:
описание
слова в тексте
только заголовок

Рекомендуем ознакомиться

Химия->Статья
Первоначально схема построения конфигурации электронной составляющей атомов не выводилась из каких-либо строгих теоретических (тем более - математичес...полностью>>
Химия->Реферат
Для існування живого організму необхідно постійне утримання води в певній кількості Зміна кількості споживаної води та її складу може призвести до пор...полностью>>
Химия->Реферат
Критические (жидкость-пар) температура (Tc) и давление (Рс) являются важнейшими свойствами, которые положены в основу современных методов прогнозирова...полностью>>
Химия->Реферат
Критические давления (Рc) органических веществ изменяются нелинейно (рис 5 5) с изменением числа углеродных атомов в молекуле, т е аддитивные методы д...полностью>>

Главная > Методичка >Химия

Сохрани ссылку на реферат в одной из сетей:

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное автономное образовательное учреждение Высшего профессионального образования

«ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ЭКИЛИК В. В.

Р Е Ш Е Б Н И К

«ЭЛЕКТРОХИМИЯ МЕТАЛЛОВ»

ДЛЯ СТУДЕНТОВ ПО НАПРАВЛЕНИЮ 020101 – ХИМИЯ

РОСТОВ – НА – ДОНУ

2010

ОГЛАВЛЕНИЕ

  1. Электрохимические реакции на полиэлектроде

  2. Электрохимические диаграммы

  3. Катодные процессы

  4. Растворение металлов

  5. Растворение сплавов

  6. Электрохимическая защита металлов от коррозии

  7. Ингибиторы коррозии

  8. Основные сокращения и обозначения

  1. ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ НА ПОЛИЭЛЕКТРОДЕ

  1. Образец цинка (А = 65,4; d = 7,1) с размерами 2,5 см ∙ 2,0 см ∙ 0,01 см потерял за сутки 30% массы. Рассчитать плотность тока коррозии.

Решение производится по расчетной формуле для плотности тока коррозии в соответствии с объединенным законом Фарадея:

j =

Определение массы образца:

m = Vd = 2,5 ∙ 2 ∙ 0,01 [см3] ∙ 7 [г/см3] = 0,35 г

Определение убыли массы образца:

Дm = 0,35 ∙ 0,3 = 0,105 г

Определение площади образца

S = 2,5 ∙ 2,0 ∙ 2 = 10 cм2 = 10-3 м2

Определение плотности тока коррозии (токового показателя коррозии):

j =

  1. При кислотной коррозии образца (2 см ∙ 2 см ∙ 5 см) цинка (А = 65,4) за 5 часов выделилось 224 мл водорода. Рассчитать массовый показатель коррозии цинка (г/м2∙сут).

Расчетная формула для массового показателя коррозии имеет вид:

Км = Дm / Sф

Для определения Дm цинка нужно учесть, что вещества взаимодействуют в эквивалентных количествах, то есть при растворении 65,2/2 г цинка выделяется 22,4/2 л водорода. Следовательно, для выделения 0,224 л водорода необходимо растворение 65,4/100 = 0,654 г цинка.

Определение площади образца

S = 2∙2∙2 + 2∙5∙4 = 48 см2 = 4,8∙10-3 м2

Определение массового показателя

  1. Токовый показатель коррозии никеля (А = 58,7; d = 9) составляет 1 мкА/см2. Определить линейный показатель коррозии (мм/год) и убыль массы образца с размерами 10 дм ∙2 дм ∙0,01дм за месяц.

Расчетная формула для токового показателя коррозии в соответствии с объединенным законом Фарадея имеет вид:

j =

Линейный показатель имеет выражение:

При подстановке Дm/Sф из выражения для j в выражение для Кл получаем:

Находим площадь образца с учетом того, что площадью торцев можно пренебречь

S = 40 дм2 = 4∙105 мм2

Выражаем Дm из формулы для Кл:

Дm = Sфd∙Кл = 4∙105 [мм2]∙1/12[год]∙9∙10-3[г/мм3]∙0,1[мм/год] = 30 г

  1. Образец железа (А = 55,8; d = 8) корродирует в кислоте со скоростью 100 мм/год. Рассчитать токовый показатель коррозии.

На основании связи между линейным и токовым показателями коррозии (см. задачу 3) можно записать:

j = nFd∙Кл / А = 2∙26,8 [А∙ч/моль]∙8∙10-3 [г/мм3]∙100[мм/год] / (55,8 [г/моль]∙24∙365 [ч/год]) = 8,7∙10-5 А/мм2 = 87 А/м2.

  1. Образец железа (А = 55,8; d = 8) за месяц уменьшил толщину на 0,2 см. Рассчитать токовый показатель коррозии (А/дм2).

Токовый показатель имеет выражение:

j =

Принимаем S = 1см2 и определяем Дm = S∙д∙d = 1[cм2]∙0,2[cм]∙8[г/см3] = 1,6 г

j = = 2,1 мА/см2 = 0,21 А/дм2

  1. Плотность тока коррозии цинка (А = 65,4) равна 200 А/м2. Определить объём V водорода, выделившегося при коррозии образца с размерами 2 см ∙ 5 см ∙ 0,1 см за 10 часов.

По объединенному закону Фарадея расчетная формула имеет вид:

V =

  1. Плотность тока коррозии цинка (А = 65,4; d = 7,1) в 104 раз выше, чем свинца (А = 207,2; d = 11,3). Определить отношение прокорродировавших масс и объёмов этих металлов при прочих равных условиях (время, площадь и пр.)

Токовый показатель коррозии определяется выражением:

j =

Тогда отношение масс свинца и цинка равно:

Отсюда следует отношение объемов:

= 3,2∙10-4 ∙ 7,1/ 11,3 = 2∙ 10-4

  1. При кислотном травлении железа (А = 55,8) с окалиной в виде FeO выделилось 5,6 л газа, а убыль массы образца после полного удаления окалины составила 70 г. Определить соотношение масс металла и окалины, удаленных с изделия в процессе травления.

При решении задачи следует учитывать, что водород выделяется только при взаимодействии кислоты с железом, а убыль массы образца включает массы железа и его оксида. При взаимодействии 1 моля железа с кислотой согласно уравнению электрохимической коррозии выделяется 1 моль водорода. Следовательно, убыль массы металла после полного стравливания окалины составляет:

ДmFe =

Поэтому масса окалины mFeО = 70 – 13,95 = 56,05 г.

Тогда их соотношение ДmFe / mFeО = 13,95 / 56,05 ≈ 1/4.

Примечание. Здесь рассмотрен упрощенный вариант, так как окалина представляет собой смесь оксидов (это же относится к задаче № 9).

  1. При полном снятии FeO с железного (А = 55,8) образца с размерами (1 см ∙ 1 см ∙ 1 см) за 1 час израсходовано 0,1 моля соляной кислоты и выделилось 2 ммоля водорода. Определить удельную массу оксида (г/м2) и токовый показатель коррозии металла.

При решении задачи следует учитывать, что водород выделялся только за счет кислотной коррозии железа, а кислота расходовалась на растворение не только железа, но и окалины. С учетом уравнения эдектрохимической коррозии на выделение 2 ммолей водорода израсходовано 4 ммоля кислоты, а на растворение оксида 100 – 4 = 96 ммолей. Поэтому количество оксида

mFeО = 71,8 [г/моль]∙0,096 [моль] = 6,89 г

Площадь электрода S = 1∙6 = 6 см2 = 6∙10-4 м2.

Следовательно, удельная масса оксида равна:

mFeО / S = 6,89 / 6∙10-4 = 1,15∙104 г/м2 = 11,5 кг/м2.

Токовый показатель коррозии определяется по формуле:

j =

При полном снятии оксида растворилось Дm/A = 2 ммоля железа. Следовательно, токовый показатель равен:

j=

  1. При пропускании тока через образец с однородной поверхностью площадью 1 дм2 за сутки выделилось 2 моля водорода и растворился 1моль железа. Определить величину и полярность стационарной плотности внешнего тока, протекающего через образец, а также выход по току реакции. Объяснить его отклонение от 100%.

Для определения величины и полярности внешнего тока необходимо знать токовые показатели катодной и анодной реакций. Если скорость (ток) катодной реакции выделения восстановителя (водорода) больше скорости (тока) анодной реакции растворения металла (железа), через электрод протекает внешний катодный ток, а его величина равна разности указанных скоростей. Речь идет о стационарных токах и скоростях при стационарном электродном потенциале, хотя это условие применимо и к нестационарным токам и потенциалам. Сказанное относится и к плотностям токов. Для внешнего анодного тока соотношение скоростей будет противоположным

Поскольку число электронов, участвующих в катодной и анодной реакции, одинаково, для суждения о полярности тока достаточно сравнить количества реагента и продукта. Очевидно, что через электрод протекает внешний катодный ток.

Величина его плотности будет равна:

iк = iвН2 ipFe =

Следует учесть, что Дm/A и V/22,4 – число молей соответственно железа и водорода.

iк = = 223 А/м2

Поскольку через электрод протекает катодный ток, определяем ВТк для выделения водорода:

ВТк = (446 / 223) ∙ 100% = 200%

Значение ВТк = 200% > 100% объясняется тем, что параллельно к катодной реакцией выделения водорода протекает анодная реакция растворения железа со скоростью, в два раза меньшей. Последнее указывает на близость потенциала железа к его потенциалу коррозии.

  1. При растворении 130 г цинка (А = 65,4) выделилось за час 5,6 л водорода. Определить полярность тока, его величину и выход по току анодной реакции объяснив его отличие от 100%.



Скачать работу

Похожие работы:

  1. История возникновения электрохимии как науки

    Реферат >> Химия
    ... Н.В.Гудин развил новое направление в области электрохимии металлов, в котором процессы электрокристаллизации рассматриваются с ... положил начало систематическим исследованиям в области электрохимии металлов, направленным на практическое использование роли ...
  2. Коррозии и защите металла

    Реферат >> Промышленность, производство
    ... электрохимической коррозии является термодинамическая неустойчивость металлов в среде электролита. Величина равновесного потенциала ... познакомиться в учебниках по физической химии и электрохимии. В настоящей книге в таблицах и на графиках ...
  3. Методы защиты металлов от коррозии

    Курсовая работа >> Химия
    ... коррозия. Под электрохимической коррозией металла подразумевают разрушение металла, происходящего в результате электрохимического ... коррозии и защите металлов . Кеше Г. Коррозия металлов , Москва, «Металлургия», 1984. Дамаскин Б.Б. Электрохимия , «Химия», « ...
  4. Исследование комплексообразования ПКЭАК с ионами двухвалентных металлов

    Курсовая работа >> Химия
    ... в твердом состоянии – проводимость, электрокатализ, электрохимия Фотовзаимодействия в твердом состоянии – фотопроводимость, фотогальваника ... ионами переходных металлов сопровождается осаждением комплексов полиамфолит – металл. Ионы металлов могут быть ...
  5. Разработка методики определения ультрамикрограммовых количеств тяжелых металлов методом инверсионной вольтамперометрии

    Дипломная работа >> Химия
    ... определения ртути, благородных металлов и металлов, не образующих амальгам ... состояния всех направлений электрохимии, теоретические данные которой ... . 3.2. – 3.4 приведены вольтамперограммы анодного растворения тяжелых металлов. 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 Е, В 1 мкА ...

Хочу больше похожих работ...