Электрохимическая коррозия металлов. Методы защиты металлов от коррозии.

 

Для указанных в вашем варианте задания металлов определите:

 

5.3.1. Тип защитного металлического покрытия (катодное или анодное), если:

а) металл 1 покрыт металлом 2,

б) металл 1 покрыт металлом 3;

5.3.2. Составьте уравнения катодных и анодных процессов, протекающих при нарушении целостности защитного покрытия:

а) металла 1 металлом 2 в условиях коррозии 1,

б) металла 1 металлом 3 в условиях коррозии 2. Варианты задания 5.3 приведены в таблице 10.

Таблица 10.

№ вар	Металлы			Условия коррозии при 298 К
	1	2	3	1	2
1	Pb	Cd	Ag	Атмосфера влажного воздуха	Раствор HCl с рН=5,6
2	Sn	Cr	Cu	Раствор NaCl в контакте с О2	Водный раствор с рН=2,0
3	Ni	Zn	Ag	Атмосфера влажного воздуха	Раствор H2SO4 с рН=4,0
4	Co	Ti	Au	Водный раствор с рН=10 в кон. с О2	Водный раствор с рН=4,5
5	Cd	Zn	Pt	Атмосфера влажного воздуха	Раствор HNO3 с рН=5,0
6	Fe	Cr	Ni	Раствор NaNO3 в контакте с О2	Водный раствор с рН=6,0
7	Zn	Mn	Sn	Атмосфера влажного воздуха	Раствор HCl с рН=1,0
8	Ge	Ni	Pd	Водный раствор с рН=9 в контакте с О2	Водный раствор с рН=0,5
9	Cu	Sn	Ag	Атмосфера влажного воздуха	Раствор H2SO4 с рН=2,0
10	Ag	Ni	Au	Водный раствор с рН=9 в контакте с О2	Водный раствор с рН=5,5
11	Zn	Ti	Pb	Раствор KCl в контакте с О2	Водный раствор с рН=5,0
12	Fe	Zn	Ag	Водный раствор с рН=11 в кон. с О2	Раствор HClO4 с рН=4,5
13	Cd	Cr	Au	Раствор NaCl в контакте с О2	Водный раствор с рН=4,0
14	Co	Zn	Cu	Атмосфера влажного воздуха	Раствор HNO3 с рН=3,5
15	Ni	Ti	Ag	Водный раствор с рН=10 в кон. с О2	Водный раствор с рН=3,0
16	Sn	Al	Pb	Атмосфера влажного воздуха	Раствор H2SO4 с рН=2,5
17	Pb	Cr	Au	Раствор NaNO3 в контакте с О2	Водный раствор с рН=2,0
18	Ge	Zn	Ag	Водный раствор с рН=12 в кон. с О2	Раствор HCl с рН=1,5
19	Cu	Pb	Ag	Водный раствор с рН=11,5 в контакте с О2	Водный раствор с рН=1,0
20	Ag	Cr	Pt	Атмосфера влажного воздуха	Водный раствор с рН=0,5
21	Zn	Al	Cu	Водный раствор с рН=11 в контакте с О2	Раствор HClO4 0,01н
22	Fe	Al	Cu	Атмосфера влажного воздуха	Раствор HClO3 0,001н
23	Cd	Fe	Cu	Водный раствор с рН=10,5 в контакте с О2	Водный раствор с рН=4,5
24	Co	Al	Ag	Раствор KCl в контакте с О2	Раствор H2SO4 с рН=4,0
25	Ni	Zn	Cu	Раствор NaCl в контакте с О2	0,01н HCl
26	Sn	Ni	Au	Водный раствор с рН=10 в контакте с О2	0,1н СН3СООН (Кg=1,75·10-5)
27	Pb	Fe	Cu	Водный раствор с рН=9,5 в контакте с О2	0,01н НСООН (Кg=1,8·10-4)
28	Ge	Al	Au	Атмосфера влажного воздуха	0,001н HNO3
29	Cu	Ni	Au	Раствор KNO3 в контакте с О2	0,01н HClO4
30	Ag	Cu	Pt	Раствор NaNO3 в контакте с О2	Раствор H2SO4 с рН=3,0

 

Электролиз водных растворов электролитов

 

Для проведения электролиза приготовлены стандартные водные растворы трех различных электролитов, формулы которых приведены в вашем варианте задания в таблице 11. Используя эти данные, выполните следующие задания:

а) рассмотрите электролиз водных растворов электролита 1, электролита 2 и электролита 3 на инертных электродах (предложите варианты инертных электродов) при стандартных условиях; напишите уравнения катодного, анодного и суммарного процессов (или объясните, почему невозможно написать уравнение суммарного процесса электролиза);

г) рассмотрите электролиз водного раствора электролита 3 с активным анодом (предложите вариант активного анода для данного электролита) при стандартных условиях; напишите уравнения протекающих процессов.

Варианты задания 5.4 приведены в таблице 11.

Таблица 11

№ вар.	Электролиты			№ вар.	Электролиты
	1	2	3		1	2	3
1	LiOH	K2SO4	CuCl2	16	Mg(NO3)2	AlCl3	AgF
2	KCl	HF	AgNO3	17	Al(NO3)3	CaI2	HgCl2
3	CsBr	LiNO3	Hg(NO3)2	18	H2SO4	Na2S	Au(NO3)3
4	BaI2	Cs2SO4	AuCl3	19	CsOH	Li2SO4	PbCl2
5	Na2S	Ba(OH)2	Pb(NO3)2	20	LiCl	K3PO4	NiBr2
6	MgCl2	Ca(NO3)2	NiSO4	21	KBr	HNO3	SnSO4
7	AlBr3	Na3PO4	SnCl2	22	BaCl2	CsOH	CoSO4
8	CaCl2	MgSO4	AgF	23	Na2S	Ba(NO3)2	CdCl2
9	HI	Al(NO3)3	CoI2	24	MgBr2	Ca(NO3)2	FeCl2
10	Li2SO4	KOH	Cd(NO3)2	25	AlCl3	NaF	Cr(NO3)3
11	KF	LiCl	FeSO4	26	CaI2	Mg(NO3)2	ZnI2
12	CsNO3	CsI	CrCl3	27	HBr	Al2(SO4)3	MnSO4
13	Ba(OH)2	BaBr2	ZnSO4	28	BeCl2	NaOH	Pt(NO3)2
14	Ca(ClO4)2	HCl	MnBr2	29	LiOH	K2SO4	MnSO4
15	Na2CO3	MgBr2	CuSO4	30	KCl	HF	ZnI2

 

Методы анализа веществ

Кислотно-основное титрование

5.1 Вычислите объем (мл) концентрированного водного раствора вещества с заданной массовой долей ω (%) и с плотностью ρ, который необходимо взять для приготовления разбавленного раствора объемом (V)  с нормальной концентрацией (С_н) :

№ п/п	Раствор	ω, (%)	ρ, (г/см3)	V, (л)	Ск, (моль/л)	№ п/п	Раствор А	ω, (%)	ρ, (г/см3)	V, (л)	Ск, (моль/л)
0	H2SO4	70	1,611	20,0	0,10
1	H2SO4	54	1,440	2,0	0,12	24	H2SO4	72	1,640	10,0	0,12
2	HCl	20	1,100	1,0	0,12	25	HNO3	66	1,403	25,0	0,12
3	NaOH	36	1,400	3,0	0,01	26	КOH	32	1,310	5,0	0,25
4	КOH	40	1,411	5,0	0,11	27	NaOH	50	1,540	10,0	0,18
5	H2SO4	60	1,400	10,0	0,01	28	HCl	28	1,142	5,0	0,16
6	Ca(OH)2	22	1,140	1,0	1,00	29	H2SO4	70	1,611	25,0	0,20
7	HNO3	55	1,339	2,0	2,00	30	H3PO4	70	1,526	2,0	0,50
8	HNO3	78	1,445	10,0	1,00	31	HClO4	35	1,250	1,0	1,50
9	HCl	40	1,198	2,0	0,01	32	H3PO4	24	1,140	10,0	0,30
10	HClO4	16	1,100	1,0	0,12	33	HClO4	55	1,472	3,0	0,25
11	HBa	20	1,160	10,0	0,18	34	HBa	35	1,315	4,0	0,10
12	КOH	12	1,100	2,0	0,15	35	HNO3	20	1,115	20,0	0,02
13	NaOH	20	1,220	5,0	0,50	36	HCl	40	1,198	25,0	0,12
14	КOH	40	1,411	20,0	0,12	37	Ca(OH)2	14	1,090	20,0	1,50
15	HCl	34	1,170	25,0	0,25	38	Ba(OH)2	50	1,525	20,0	0,13
16	H2SO4	54	1,440	2,0	0,12	39	H2SO4	72	1,640	10,0	0,12
17	HCl	20	1,100	1,0	0,12	40	HNO3	66	1,403	25,0	0,12
18	NaOH	36	1,400	3,0	0,01	41	КOH	32	1,310	5,0	0,25
19	КOH	40	1,411	5,0	0,11	42	NaOH	50	1,540	10,0	0,18
20	H2SO4	60	1,400	10,0	0,01	43	HCl	28	1,142	5,0	0,16
21	Ca(OH)2	22	1,140	1,0	1,00	44	H2SO4	70	1,611	25,0	0,20
22	HNO3	55	1,339	2,0	2,00	45	H3PO4	70	1,526	2,0	0,50
23	HNO3	78	1,445	10,0	1,00	46	HClO4	35	1,250	1,0	1,50

 

 

5.2. Вычислите массу вещества 1 , которая содержится в растворе объемом V₁, если на титрование 10,0 мл этого раствора идёт объем V₂ раствора вещества 2, титр которого(Т) известен :

№ п/п	Вещество 1	V1, (л)	V2, (мл)	Вещество 2	Т, (г/мл)
0	NaOH	0,5	8,90	H2SO4	0,04407
1	NaOH	1,0	12,1	H2SO4	0,09800
2	HOH	5,0	10,3	HCl	0,01720
3	H2SO4	10,0	9,80	NaOH	0,08420
4	HCl	5,0	8,70	КOH	0,07620
5	Ca(OH)2	10,0	12,1	H2SO4	0,04450
6	HNO3	20,0	11,2	Ca(OH)2	0,03740
7	HOH	15,0	10,6	HNO3	0,03350
8	NaOH	5,0	9,90	HNO3	0,05420
9	Ba(OH)2	8,0	8,80	HCl	0,05555
10	LiOH	15,0	6,80	HClO4	0,02324
11	Sr(OH)2	5,0	9,60	HBr	0,08546
12	H2SO4	7,0	10,2	КOH	0,04764
13	HCl	3,0	10,8	NaOH	0,02265
14	HNO3	1,0	12,2	КOH	0,06456
15	HOH	2,5	11,6	HCl	0,04247
16	NaOH	4,0	12,4	H2SO4	0,05218
17	Ba(OH)2	10,0	8,50	HNO3	0,01262
18	H2SO4	15,0	7,40	КOH	0,05703
19	HNO3	20,0	9,50	NaOH	0,08008
20	HOH	5,0	8,90	HCl	0,07100
21	NaOH	1,0	9,20	H2SO4	0,06456
22	HOH	0,5	8,40	H3PO4	0,09603
23	LiOH	3,0	7,60	HClO4	0,02245
24	NaOH	2,0	10,2	H3PO4	0,03236
25	HOH	5,0	9,80	HClO4	0,01008
26	Sr(OH)2	10,0	10,8	HBr	0,01429
27	Ca(OH)2	5,0	11,2	HNO3	0,01267
28	Ba(OH)2	20,0	13,4	HCl	0,07105
29	HNO3	1,0	10,1	Ca(OH)2	0,07430
30	H2SO4	3,0	9,60	Ba(OH)2	0,14000
3 1	NaOH	1,0	12,1	H2SO4	0,09800
3 2	HOH	5,0	10,3	HCl	0,01720
33	H2SO4	10,0	9,80	NaOH	0,08420
3 4	HCl	5,0	8,70	КOH	0,07620
3 5	Ca(OH)2	10,0	12,1	H2SO4	0,04450
3 6	HNO3	20,0	11,2	Ca(OH)2	0,03740
3 7	HOH	15,0	10,6	HNO3	0,03350
3 8	NaOH	5,0	9,90	HNO3	0,05420
3 9	Ba(OH)2	8,0	8,80	HCl	0,05555
40	LiOH	15,0	6,80	HClO4	0,02324
41	Sr(OH)2	5,0	9,60	HBr	0,08546
4 2	H2SO4	7,0	10,2	КOH	0,04764
4 3	HCl	3,0	10,8	NaOH	0,02265
4 4	HNO3	1,0	12,2	КOH	0,06456
4 5	HOH	2,5	11,6	HCl	0,04247

 

 

 

   

 

Справочные данные

Приложение А.

Термодинамические свойства некоторых веществ.

Формула вещества	∆Нfo,298, кДж*моль-1	So298, Дж*моль-1*K-1	∆Gfo,298, кДж*моль-1
Al(к.) Al2O3(к.) Al2(SO4)3(к.) B(к.) B2O3(к.) Br2(г.) C(графит) CH3OH(ж.) CH4(г.) C2H2(г.) C2H4(г.) CO(г.) COCl2(г.) CO2(г.) Ca(к.) CaO(к.) Cl2(г.) Cu(к.) CuO(к.) Fe(к.) FeO(к.) FeS2(к.) Fe2O3(к.) Fe3O4(к.) H2(г.) HBr(г.) HCl(г.) HI(г.) H2O(ж.) H2O(г.) H2S(г.) I2(г.)           Mg(к.) MgCl2(к.) MgO(к.) Mn(к.) MnO2(к.) N2(г.) NH3(г.) NH4NO3(к.) NO(г.) NOCl(г.) NO2(г.) N2O(г.) N2O4(г.) NaAlO2(к.) Na2O(к.) O2(г.) PCl3(г.) PCl5(г.) Pb(к.) PbO(к.) Sромб. SO2(г.) SO2Cl2(г.) SO3(г.) Si(к.) SiC(к.) SiCl4(г.) SiO2(к.) Ti(к.) TiCl4(ж.) TiO2(к.) W(к.) WO3(к.) Zn(к.) ZnO(к.)	0 -1675,69 -3441,80 0 -1270,43 30,91 0 -238,57 -74,85 226,75 52,30 -110,53 -219,50 -393,51 0 -635,09 0 0 -162,00 0 -264,85 -177,40 -822,16 -1117,13 0 -36,38 -92,31 26,36 -285,83 -241,81 -20,60 62,43 0 -644,80 -601,49 0 -521,49 0 -45,94 -365,43 91,26 52,59 34,19 82,01 11,11 -1133,03 -417,98 0 -287,02 -374,89 0 -219,28 0 -296,90 -363,17 -395,85 0 -66,10 -657,52 -910,94 0 -804,16 -944,75 0 -842,91 0 -348,11	28,33 50,92 239,20 5,86 53,84 245,37 5,74 126,78 186,27 200,82 219,45 197,55 283,64 213,66 41,63 38,07 222,98 33,14 42,63 27,15 60,75 52,93 87,45 146,19 130,52 198,58 186,79 206,48 69,95 188,72 205,70 260,60 32,68 89,54 27,07 32,01 53,14 191,50 192,66 151,04 210,64 263,50 240,06 219,83 304,35 70,29 75,06 205,04 311,71 364,47 64,81 66,11 31,92 248,07 311,29 256,69 18,83 16,61 330,95 41,84 30,63 252,40 50,33 32,64 75,90 41,63 43,51	0 -1582,27 -3100,87 0 -1191,29 3,14 0 -166,27 -50,85 209,21 68,14 -137,15 -205,31 -394,37 0 -603,46 0 0 -134,26 0 -244,30 -166,05 -740,34 -1014,17 0 -53,43 -95,30 1,58 -237,23 -228,61 -33,50 19,39 0 -595,30 -569,27 0 -466,68 0 -16,48 -183,93 87,58 66,37 52,29 104,12 99,68 -1069,20 -379,26 0 -267,98 -305,10 0 -189,10 0 -300,21 -318,85 -371,17 0 -67,7 -617,62 -856,67 0 -737,32 -889,49 0 -764,11 0 -318,10

 

 

 

Приложение Б.

Константы диссоциации некоторых слабых электролитов в водных растворах при 25°С.

Кислота	Кк	Основание	Ко
HF	6,67*10-4	NH4OH	1,76*10-5
HCN	4,93*10-10	Al(OH)3         K3	1,38*10-9
HAsO2	6,03*10-10	Cd(OH)2        K2	4,20*10-7
HBrO	2,06*10-9	Co(OH)2        K2	7,90*10-6
HClO	2,82*10-8	Cr(OH)3         K2                       K3	3,50*10-9 8,90*10-11
HIO	2,29*10-11	Cu(OH)2        K2	2,20*10-7
HNO2	5,13*10-4	Fe(OH)2         K2	5,50*10-8
H2O2	2,40*10-12	Mg(OH)2       K2	2,60*10-3
H3PO2	7,94*10-2	Mn(OH)2       K2	3,90*10-4
HCOOH	1,78*10-4	Ni(OH)2         K2	8,30*10-4
CH3COOH	1,74*10-5	Pb(OH)2        K1                       K2	5,00*10-4 1,40*10-8
H2S                K1                       K2	1,05*10-7 1,23*10-13	Zn(OH)2        K1                       K2	1,30*10-5 4,90*10-7
H2Se              K1                       K2	1,55*10-4 1,00*10-11
H2B4O7          K1                       K2	1,80*10-4 2,00*10-8
H2CO3           K1                       K2	4,27*10-7 4,68*10-11
H2C2O4          K1                       K2	6,46*10-2 6,17*10-5
H2CrO4          K2	3,16*10-7
H2MoO4         K2	1,00*10-6 *
H3PO3            K1                       K2	1,00*10-2 2,57*10-7
H2SO3           K1                       K2	1,58*10-2 6,31*10-8
H2SeO3          K1                       K2	2,45*10-3 4,79*10-9
H2SiO3              K1                       K2	2,20*10-10 * 1,60*10-12 *
H2WO4          K2	2,19*10-4
H3AsO4          K1                       K2                       K3	5,50*10-3 1,07*10-7 3,02*10-12
H3PO4            K1                      K2                       K3	7,24*10-3 6,17*10-8 4,57*10-13

Примечание:

Значения констант диссоциации, отмеченные астериксом (*), отвечают температуре 18°С.

 

Приложение В.

Произведение растворимости

некоторых малорастворимых электролитов при 25°С.

Электролит	ПР	Электролит	ПР
Ag2CO3 Ag2C2O4 AgCl Ag2CrO4 AgI AgIO3 Ag2S Ag2SO4 Al(OH)3 AlPO4 BaCO3 BaC2O4 BaCrO4 BaF2 BaSO3 BaSO4 CaCO3 CaC2O4 CaF2 CaMoO4 CaSO3 CaSO4 CaWO4 CdCO3 CdC2O4 Cd(OH)2 CdS	8,7*10-12 1,1*10-11 1,8*10-10 1,2*10-12 2,3*10-16 3,2*10-8 7,2*10-50 1,2*10-5 5,7*10-32 1,7*10-19 4,9*10-9 1,1*10-7 1,1*10-10 1,7*10-6 8,0*10-7 * 1,8*10-10 4,4*10-9 2,3*10-9 * 4,0*10-11 3,2*10-9 3,2*10-7 * 3,7*10-5 1,6*10-9 2,5*10-14 1,5*10-8 * 4,3*10-15 6,5*10-28	CoCO3 CuS FeCO3 FeO(OH) FeS HgO HgS Li3PO4 MgF2 MnCO3 MnS NiCO3 PbCrO4 PbS PbWO4 RaSO4 SrCO3 SrCrO4 SrF2 Sr3(PO4)2 SrSO4 Tl2CrO4 ZnCO3 ZnC2O4 Zn(OH)2 ZnS(кубич.)	1,5*10-10 1,4*10-36 2,9*10-11 2,2*10-42 3,4*10-17 3,3*10-26 1,4*10-45 3,2*10-9 * 6,4*10-9 4,9*10-11 1,1*10-13 1,3*10-7 2,8*10-13 8,7*10-29 4,5*10-12 4,3*10-11 5,3*10-10 2,7*10-5 2,5*10-9 1,0*10-31 * 2,1*10-7 1,0*10-12 5,3*10-11 1,5*10-9 * 3,0*10-16 1,2*10-25

 

Примечание:

Значения произведений растворимости, отмеченные астериксом (*), отвечают комнатной температуре (18 – 25°С).

 

 Приложение С.

Стандартные электродные потенциалы  некоторых металлов

В водных растворах при 298К

 

Электрод	,B	Электрод	,B	Электрод	,B
Li+, Li	-3,045	A13+, Al	-1,662	Ni2+, Ni	-0,250
Rb+,Rb	-2,925	Mn2+, Mn	-1,180	Sn2+, Sn	-0,136
К+,К	-2,925	Cr2+, Cr	-0,913	Pb2+, Pb	-0,126
Cs+, Cs	-2,923	Zn2+, Zn	-0,763	Fe3+, Fe	-0,036
Ra2+, Ra	-2,916	Cr3+, Cr	-0,740	H+,H2	0,000
Ba2+, Ba	-2,906	Fe2+, Fe	-0,440	Bi3+,Bi	+0,215
Ca2+, Ca	-2,866	Cd2+, Cd	-0,403	Cu2+, Cu	+0,337
Na+, Na	-2,714	In3+,In	-0,343	Ag+, Ag	+0,799
Mg2+, Mg	-2,363	Tl+, Tl	-0,336	Hg2+, Hg	+0,854
Be2+, Be	-1,850	Co2+, Co	-0,277	Au3+,Au	+1,498

 

Приложение Д.

Общие константы нестойкости некоторых комплексных ионов

в водных растворах при 25°С.

Комплексный ион	Кн	Комплексный ион	Кн
[Ag(CN)3]2- [Ag(S2O3)2]3- [Ag(NH3)2]+ [Ag(NO2)2]- [AlF6]3- [Cd(CN)4]2- [Cd(NH3)4]2+ [Cu(CN)4]2- [Co(NH3)4]2+ [Ni(NH3)2]2+ [Ni(NH3)4]2+ [PbCl4]2- [PbBr4]2- [Pb(S2O3)4]6-	2,80*10-21 3,47*10-14 9,3·10-8 1,5·10-3 1,48*10-21 7,76*10-18 2,8·10-7 5,00*10-28 2,8·10-7 1,9·10-9 3,4·10-8; 1,0·10-16 3,16·10-21 6,31·10-8	[Fe(CN)6]4- [Fe(CN)6]3- [Hg(CN)4]2- [Hg(SCN)4]2- [HgCl4]2- [HgI4]2- [HgBr4]2- [Zn(CN)4]2- [Zn(OH)4]2- [Zn(NH3)4]2+ [BiCl6]3- [BiI6]3- [Bi(SCN)6]3-	1,26*10-37 1,26*10-44 4,0·10-42 5,9·10-22 6,03*10-16 1,48*10-30 1,0·10-21 2,40*10-20 3,6·10-16 3,46·10-10 3,8·10-7 7,94·10-20 5,89·10-5

               

 

 

                

                 

---

Дата добавления: 2018-11-24; просмотров: 276; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!