3. . . .

235.Какие устройства называются гальваническими элементами и для чего они нужны? Составьте схемы двух гальванических элементов, в одном из которых никель играл бы роль катода, а другом - роль анода. Напишите для каждого из составленных гальванических элементов элек­ тронные уравнения реакций, протекающих на электродах. Вычислите стандартную ЭДС составленных гальванических элементов. Рассчитайте изменение величины энергии Гиббса реакции, протекающей при работе данного гальванического элемента.

236.Какие устройства называются гальваническими элементами и для чего они нужны? Составьте схему, напишите электронные уравнения электродных процессов и вычислите ЭДС медно-никелевого гальваниче­

ского элемента, в котором концентрации [Си 2+ ] = 0,1 моль/л, а [Ni 2+ ] = 0,01 моль/л. Рассчитайте изменение величины энергии Гиббса ре­ акции, протекающей при работе данного гальванического элемента.

Ответ: 0,62 В; 1119,66 кДж.

237.Какой гальванический элемент называется концентрационным? Составьте схему, напишите электронные уравнения электродных процес­ сов и вычислите ЭДС гальванического элемента, состоящего из свинцо­ вых электродов, погруженных в раствор нитрата свинца с молярной кон­ центрацией 0,1 и 0,001 моль/л. Рассчитайте изменение величины энергии Гиббса реакции, протекающей при работе данного гальванического эле­ мента. Ответ: 0,06В; 11,58 кДж.

238.Какие электроды называются металлическими? Имеется два ни­

келевых электрода и растворы сульфата никеля с молярной концентраци­ ей: 10 -4; 10 -3; 10 -2; 10 -1; 1 моль/л. Составьте схему гальванического эле­ мента, так чтобы ЭДС этого гальванического элемента была максимальна. Рассчитайте изменение величины энергии Гиббса реакции, протекающей при работе данного гальванического элемента. Запишите уравнения реак­ ций протекающих на катоде и аноде. Как называются гальванические эле­ менты такого типа?

239.Какие электроды называются металлическими? Имеется два

120

свинцовых электрода и растворы нитрата свинца(П) с молярной концен­ трацией (моль/л ): 1,0; 10 -1; 10 -2; 10 -3; 10 -4. Составьте схему гальваниче­ ского элемента с максимальной ЭДС и вычислите ее. Рассчитайте измене­ ние величины энергии Гиббса реакции, протекающей при работе данного гальванического элемента. Запишите уравнения электродных процессов.

Как называются гальванические элементы такого типа?

240.Какой гальванический элемент называется концентрационным? Составьте схему, напишите электронные уравнения электродных процес­ сов и вычислите ЭДС гальванического элемента, состоящего из медных электродов, погруженных в раствор сульфата меди с молярной концен­ трацией 0,1 и 0,0001 моль/л. Рассчитайте изменение величины энергии Гиббса реакции, протекающей при работе данного гальванического эле­ мента. Ответ: 0,09 В; 17,37 кДж.

241.Составьте схему гальванического элемента, составленного из пластин марганца и никеля, погруженных в растворы своих солей. Напи­ шите электронные уравнения процессов и уравнение реакции, протекаю­ щей при работе данного гальванического элемента. Вычислите ЭДС галь­ ванического элемента при 298 К, если молярная концентрация анодного раствора равна 0,001 моль/л, а катодного раствора - 0,1 моль/л. Рассчи­ тайте изменение величины энергии Гиббса реакции, протекающей при ра­

боте данного гальванического элемента. Ответ: 0,99 В; 191,07 кДж.

242.Составьте схему гальванического элемента, составленного из пластин меди и никеля, погруженных в растворы своих солей. Напишите электронные уравнения процессов и уравнение реакции, протекающей при работе данного гальванического элемента. Вычислите ЭДС гальваниче­ ского элемента при 298 К, если молярная концентрация анодного раствора равна 0,001 моль/л, а катодного раствора - 0,1 моль/л. Рассчитайте изме­ нение величины энергии Гиббса реакции, протекающей при работе данно­ го гальванического элемента. Ответ: 0,65 В; 125,45 кДж.

243.Составьте схему гальванического элемента, в основе работы ко­ торого лежит реакция, протекающая по уравнению:

Напишите электронные уравнения анодного и катодного процессов

121

данного гальванического элемента. Вычислите ЭДС этого элемента, в ко­ тором при 298 К установилось равновесие. Молярная концентрация анод­ ного раствора равна 0,001 моль/л, а катодного раствора - 0,01 моль/л. Че­ му равна энергия Гиббса этой реакции? Ответ: 1,53 В; 295,29 кДж.

244. Составьте схему гальванического элемента, в основе работы ко­ торого лежит реакция, протекающая по уравнению:

Напишите электронные уравнения анодного и катодного процессов данного гальванического элемента. Вычислите ЭДС этого элемента, в ко­ тором при 298 К установилось равновесие. Молярная концентрация анодного раствора равна 0,001 моль/л, а катодного раствора - 0,1 моль/л. Чему равна энергия Гиббса этой реакции? Ответ: 0,99 В; 191,07 кДж.

245. В гальваническом элементе протекает реакция

ЭДС этого гальванического элемента равна 2,08 В. Вычислите кон­ центрацию катодного раствора, если молярная концентрация анодного раствора равна 0,1 моль/л. Составьте схему, напишите уравнения элек­ тродных процессов, протекающих при работе данного гальванического элемента. Ответ: 0,01 моль/л.

246. В гальваническом элементе протекает реакция

ЭДС этого гальванического элемента равна 0,81 В. Вычислите кон­ центрацию анодного раствора, если молярная концентрация катодного раствора равна 0,01 моль/л. Составьте схему, напишите уравнения элек­ тродных процессов, протекающих при работе гальванического элемен­ та. Ответ: 0,001 моль/л.

247. В гальваническом элементе протекает реакция:

ЭДС этого гальванического элемента равна 0,81 В. Вычислите молярную концентрацию ионов [Сu 2+], если концентрация [Fe 2+] равна 0,01 моль/л. Составьте схему, напишите уравнения электродных процессов, проте­ кающей при работе гальванического элемента. Ответ: 0,1 моль/л.

122

248. Что такое гальванический элемент? Составьте схему гальваниче­ ского элемента, в основе работы которого лежит реакция, протекающая по уравнению:

Запишите электродные реакции анодного и катодного процессов. Вы­ числите ЭДС этого элемента, если концентрация анодного раствора равна 0,01 моль/л, а катодного раствора - 0,1 моль/л. Ответ: 1, 05 В.

249.Составьте схему, напишите уравнения электродных процессов и уравнение реакции, протекающей при работе гальванического элемента, у которого один электрод кобальтовый с активностью (концентрацией) ио­ нов металла в растворе, равной 0,001 моль/л. Второй электрод - водород­ ный со стандартным давлением водорода и водородным показателем рас­ твора, равным 5. Рассчитайте ЭДС этого гальванического элемента.

Ответ: 0,075 В.

250.Составьте схему, напишите уравнения электродных процессов и уравнение реакции, протекающей при работе гальванического элемента, у которого один электрод никелевый с активностью (концентрацией) ионов металла в растворе, равной 0,01 моль/л. Второй электрод - водородный со стандартным давлением водорода и водородным показателем раствора, равным 4. Рассчитайте ЭДС этого гальванического элемента.

Ответ: 0,074 В.

11. КОРРОЗИЯ МЕТАЛЛОВ. СПОСОБЫ ЗАЩИТЫ МЕТАЛЛОВ ОТ КОРРОЗИИ

Коррозией металловназывается самопроизвольный процесс разру­ шения металлов под воздействием окружающей среды.

В общем виде процесс коррозии металла выражается следующей схе­

мой:

По своей сути коррозия - окислительно-восстановительный процесс, в котором металл всегда окисляется:

а агрессивный компонент из окружающей среды (окислитель) - восста­ навливается:

123

Окислитель продукт восстановления окислителя

Основная причина коррозии металлов и сплавов - их термодинамиче­ ская неустойчивость. В природе, как правило, в чистом виде встречаются только благородные металлы (Pt, Au, Ag и т. д.), остальные металлы встречаются в виде соединений с неметаллами (минералы, руды). Причи­ ной этого является большая химическая активность большинства метал­ лов по отношению к кислороду и другим неметаллическим элементам (се­ ре, хлору, фосфору и т. д.).

Для получения большинства металлов из их природных соединений необходимы затраты энергии (AG > 0). Энергия накапливается в металле как свободная энергия. Это и определяет термодинамическую неустойчи­ вость металлов, т. е. способность металлов переходить в окисленное со­ стояние, характеризующееся меньшей энергией Гиббса. Коррозия сопро­ вождается выделением энергии, причем переход этой энергии в тепловую энергию (в пространстве и времени) носит случайный характер. Тепло рассеивается в пространстве, практическое использование его невозмож­ но. Продукты коррозии так же, как правило, рассеиваются в пространстве,

что ведет к росту энтропии системы. Итак, с точки зрения термоди­ намики процессы коррозии можно охарактеризовать так:

Коррозионные процессы, как правило, протекают на границе раздела фаз при взаимодействии твердого вещества с газом или жидкостью, т. е. взаимодействие происходит по гетерогенному типу.

В зависимости от условий взаимодействия металла с окружающей средой и механизма протекания процесса коррозии различают химиче­ скую и электрохимическую коррозию. Но при этом в обоих случаях про­ исходит процесс окисления металла.

Химическая коррозия металловПри. химической коррозии атом металла, окисляясь, отдает свои электроны непосредственно молекулам, атомам или ионам окислителя. Переход металла в окисленное состояние происходит одновременно с восстановлением окислителя без возникнове­ ния в системе электрического тока.

Таким образом, при химической коррозии происходит прямое гете­ рогенное взаимодействие металла с окислителем окружающей среды. Окисление не сопровождается возникновением электрического тока в системе.

Примером химической коррозии может служить разрушение метал­ лов при взаимодействии:

а) с сухими газами(О2, Cl 2, SO2 и др.);

б) с жидкими неэлектролитами (нефтью, бензином и т. д.).

Газовая коррозия - развивается под действием сухих агрессивных га­ зов при высокой температуре (0 2, Cl 2, S0 2, С0 2, N0 2 и т. д.).

Примером газовой коррозии может служить окисление металла ки­ слородом воздуха при высоких температурах.

Окисление металла не сопровождается возникновением тока в системе.

На поверхности металла, например, железа, одновременно протекают два процесса: процесс окисления железа и процесс восстановления кисло­ рода. При этом электроны от атомов железа непосредственно переходят к молекулам кислорода:

Реакция протекает при непосредственном соприкосновении поверх­ ности металла с кислородом или другими окисляющими газами:

Скорость химической коррозии определяется в основном свойствами металла и характером образующейся на его поверхности пленки - про­ дуктов коррозии (в нашем примере - оксида железа). Чем плотнее струк­ тура такой пленки, тем медленнее молекулы окислителя диффундируют через нее к поверхности металла, и тем меньше скорость коррозии метал­ ла и наоборот. Оксиды железа обладают рыхлой структурой, не препятст­ вующей диффузии молекул 0 2 к поверхности металла. Поэтому железо

(сталь, чугун) в атмосфере кислорода подвергается коррозии в значитель­ ной степени.

В то же время такие металлы, как Al, Mg, Zn, Cr, Ti, Be, Ni, Сu и не­

ских жидкостях (нефть, СС1 4 и т. д.). Эти процессы проявляют себя при эксплуатации химико-технологического оборудования, разрушают цилин­ дры двигателей внутреннего сгорания и т. д.

Особенно вредны соединения, содержащие серу:

Кроме того, при окислении этих соединений образуются коррозион- но-активные вещества:

Сильное влияние на скорость коррозии оказывают давление и темпе­ ратура. Как правило, с повышением температуры и давления скорость

в системе «металл - окислитель» жидкостей, проводящих электрический ток - электролитов.

Впротивном случае механизм коррозии будет носить иной характер,

апроцесс разрушения металла в присутствии электролита будет называть­ ся электрохимической коррозией.

Электрохимическая коррозия металловЭлектрохимической. назы­ вается коррозия, протекающая в среде электролита с возникновением в

системе электрического тока.

В основе электрохимической коррозии лежит образование в системе:

большого числа микроскопических гальванических элементов. При этом на анодепроисходит процесс окисления металла, а на катоде - процесс восстановления окислителя.

Переход электронов от атомов металла к окислителю осуществляется не непосредственно от металла к окислителю, как при химической корро­ зии, а через катод (т. е. через посредника).

Таким образом, при электрохимической коррозии окисление металла и восстановление окислителя происходит на различных участках поверхности металла.

Рассмотрим механизм электрохимической коррозии на примере раз­ рушения железа, содержащего примесь меди, в среде электролита.

Коррозионный гальванический элемент отличается от обычного галь­ ванического элемента только тем, что в нем электроды соединены не про­ водником, а находятся в непосредственном контакте друг с другом, т. е.

образуется короткозамкнутый гальванический элемент.

Например, при атмосферной коррозии в нейтральной среде электро­ литом служит вода, а окислителем - растворенный в ней кислород:

Суммарное уравнение процесса атмосферной коррозии железа в ней­ тральной среде выглядит следующим образом:

В присутствии кислорода и воды гидроксид железа(II) окисляется и переходит в гидроксид железа(III), который затем модифицируется в ржавчину:

Схему короткозамкнутого коррозионного гальванического элемента в

Роль меди в рассматриваемом примере сводится к переносу электро­ нов от атомов железа к окислителю. При этом необходимо подчеркнуть, что в результате такого участия меди в процессе, коррозия железа проте­ кает значительно интенсивнее, чем разрушение чистого металла в той же среде.

Роль катода в коррозионном гальваническом элементе могут играть не только примеси менее активного металла. В техническом железе като­ дом могут служить и примеси, и продукты взаимодействия железа с при­ месями веществ, которые присутствуют в металле, например, зерна це­

ментита или углерода, а также карбид железа (Fe 3C). Роль катода могут играть и пятна оксида металла, образующиеся на поверхности металла.

К возникновению коррозионных гальванических элементов может приводить и неодинаковый доступ кислорода к разным участкам поверх­ ности металла (так называемая дифференциальная аэрация). При этом у активных металлов (Fe, Zn и др.) анодом является участок, к которому

доступ кислорода затруднен, а катодом - участок, лучше снабжаемый ки­ слородом. Для пассивных металлов (Рb, Си и др.) наблюдается обратная картина.

Скорость электрохимической коррозии зависит от большого числа факторов. К основным факторам, влияющим на скорость коррозии, отно­ сятся:

-химические свойства металла,

-свойства продуктов его коррозии.

Металлы, образующие нерастворимые в электролите продукты окис­ ления с плотной структурой, корродируют медленно, так как при этом происходит изоляция металла от агрессивной среды.

Металлы, образующие амфотерные оксиды и гидроксиды, интенсив­ но корродируют в кислых и щелочных средах, так как в этих электролитах образующиеся продукты коррозии металла легко растворяются.

Металлы, образующие основные оксиды, устойчивы в щелочных сре­ дах, но легко разрушаются в кислотной среде.

Увеличивает скорость электрохимической коррозии присутствие в электролитах веществ, повышающих их электропроводность, а также при­ сутствие соединений, которые препятствуют образованию на поверхности металла защитной пленки из продуктов реакции коррозии. Вещества, уси­ ливающие коррозию металлов, называются активаторами коррозии.

Защитную пленку на поверхности металла способны разрушать веще­ ства, содержащие ионы хлора (NaCl, КС1 и т. д.). Активирующее действие ионов хлора на коррозию металлов объясняется тем, что ионы хлора, адсорбируясь на поверхности металла, препятствуют образованию сплош­ ной защитной пленки оксида или гидроксида металла. По этой причине многие металлы быстро разрушаются в морской воде.

Пример 1. Корпус стального изделия ржавеет на воздухе. Изменится ли скорость коррозии, если: а) на корпус попала капля ртути; б) в воздухе повысилось содержание С0 2?

Решение.Электрохимическая коррозия стали (или железа) протекает по электрохимическому механизму. Роль катодных участков могут играть включения углерода или карбида железа (Fe 3C), так как

Схема коррозионного гальванического элемента будет записываться следующим образом:

Электродные процессы:

Образование ржавчины происходит в результате дальнейшего окис­ ления гидроксида железа(II):

Поверхность металла под рыхлым слоем ржавчины продолжает кор­ родировать. Появляются новые анодные участки на поверхности металла за счет образовавшегося гидроксида и за счет того, что поверхность ме­ талла неравномерно снабжается кислородом.

а) При попадании ртути на поверхность корпуса стального изделия образуются новые коррозионные гальванические элементы (контактная коррозия), схема которых может быть записана таким образом:

ЭДС такого коррозионного гальванического элемента будет доста­ точно большой, так металлы сильно отличаются по величине электродно­ го потенциала:

Электродные процессы:

Скорость коррозии стального корпуса при попадании на него капель ртути увеличится, так как возрастает разность потенциалов между анод­ ными и катодными участками. Хотя механизм протекания коррозии оста­ нется прежним.

б) На поверхности стального корпуса адсорбируется влага, и повы­ шенное содержание С0 2 в воздухе приводит к повышению содержания диоксида углерода в электролите, который за счет этого подкисляется:

Продукты коррозии стали (железа) имеют основной характер, следо­ вательно, они будут растворяться в кислоте, что приведет к усилению процесса коррозии. Схему коррозионного гальванического элемента и электродные реакции можно записать следующим образом:

Электродные процессы:

Пример 2. Подземный трубопровод переходит из глинистых почв в песчаные почвы. Где быстрее будет разрушаться стальная труба?

Решение.В почве присутствует кислород и вода, в которой могут на­ ходиться растворимые вещества из почвы.

Доступ кислорода к трубе в песчаной и глинистой почвах различен (неравномерная аэрация). По этой причине на участке трубы, где глини­ стая почва переходит в песчаную, будут возникать анодные и катодные участки. Разрушение металла будет происходить на анодном участке, там, где концентрация окислителя меньше, т. е. в глинистой почве. Катодными будут участки с большим доступом кислорода - те, что находятся в песке.

Для данного случая коррозионный гальванический элемент можно представить в таком виде:

Электродные процессы:

I. Изоляция металлов от агрессивной среды путем нанесения защит­ ных покрытий. Для этой цели применяют различные виды покрытий:

1) Неорганические покрытия.

а) Оксидные пленки - самопроизвольно образующиеся или искусст­ венно созданные:

б) Солевые пленки:

Фосфатные пленки наиболее эффективны при защите железных и

Кним относятся лаки, краски, смолы, эмали, неокисляющиеся масла

ит. д.

3)Металлические покрытия.

Для создания металлических покрытий используются металлы устой­ чивые в агрессивных средах - цинк, хром, никель, серебро, золото и т. д. Металлические покрытия делятся на два вида: анодные и катодные.

Al, Cr, Ni, Pb - дают устойчивую защитную пленку. Сu, Ag, Аu - пассивны в химическом отношении.

Металлические покрытия называются анодными и катодными в зави­ симости от роли металла-покрытия в гальванической паре с защищаемым металлом. Если для металлического покрытия используется более актив­

а) При протекторной защите к защищаемой металлической конст­ рукции присоединяют более активный металл - протектор. В образую­ щейся гальванической паре протектор в силу большей активности будет являться анодом и, следовательно, будет разрушаться, защищая металли­ ческую конструкцию.

б) При электрической защите защищаемая металлическая конструк­ ция присоединяется к отрицательному электроду источника постоянного тока, а к положительному электроду присоединяется вспомогательный электрод (ненужный кусок железа), который разрушается и, тем самым, предохраняет металлическую конструкцию от разрушения.

III. Применение ингибиторов

Ингибиторы- вещества, замедляющие скорость реакции коррозии. В качестве ингибиторов могут выступать различные органические соли и кислоты, амины, неорганические соли, такие как хроматы, фосфаты, нит­ раты и т. д.

Ингибиторы действуют разными способами на процесс коррозии: а) Адсорбируясь на поверхности металла, сильно влияют на элек­

тродные процессы микрогальванопар. Ингибиторы, как правило, тормозят анодный или катодный процесс.

б) Вследствие своего окисляющего действия образуют на поверхно­ сти металла плотную оксидную пленку, хорошо защищающую металл.

Универсальных ингибиторов не существует. В каждом конкретном случае используют специально подобранные в результате эксперимента вещества. Довольно эффективными ингибиторами являются нитраты или хроматы натрия. Из органических соединений в качестве ингибитора ис­ пользуется уротропин.

IV. Изменение коррозионной среды

Для уменьшения агрессивности коррозионной среды проводят ее об­ работку. В систему вводятся вещества, способные уменьшить концентра­

дорода - Н + и т. д.). Концентрацию кислорода можно понизить, вводя в

систему сульфит натрия (Na 2S03) или гидразин (N2H4). Поглощение ки­ слорода происходит в результате следующих реакций:

Концентрацию кислорода в растворе можно уменьшить кипячением или барботированием раствора инертным газом. Концентрацию ионов во­ дорода уменьшают и путем нейтрализации их щелочью:

Следует отметить, что данный метод применяется в ограниченных по объему системах.

V. Легирование металлов

Этот метод заключается в создании сплавов с заданными свойствами (сплавов, медленно подвергающихся коррозии). В металл вводятся раз­ личные добавки - хром, марганец, вольфрам и другие металлы. При этом повышается однородность структуры и резко снижается возможность об­ разования коррозионных гальванических пар. Легированные стали широ­ ко применяются для изготовления деталей, работающих в особо агрессив­ ных средах. В частности они используются в производстве аппаратуры, трубопроводов и емкостей для химической промышленности.

Пример 3. Стальная конструкция находится в речной воде. Какой ме­ талл целесообразнее выбрать в качестве протектора Al, Mg, К или Рb?

Все технические металлы неоднородны, т. е. на поверхности металла имеются анодные и катодные участки. Назначение протектора заключает­ ся в том, чтобы все анодные участки на поверхности металла превратить в катодные участки. Таким образом, вся стальная конструкция станет като­ дом, а анод (протектор) будет разрушаться. Эффективность протекторной защиты будет обусловливаться:

а) максимальной разностью потенциалов металлической конструкции и протектора;

б) электропроводностью среды (образующийся гальванический эле­ мент не будет «работать» в дистиллированной воде);

в) экономичностью процесса.

134

Расположим рассматриваемые металлы по величине их стандартного электродного потенциала:

Свинец не может быть протектором, т. к. он характеризуется более высоким потенциалом, чем железо.

Максимальное значение будет иметь гальванический элемент «К - Fe», но так как калий чрезвычайно химически активен, он легко взаимодействует с водой:

поэтому не может использоваться в качестве протектора для защиты стальной конструкции в воде.

Алюминий и магний имеют более низкие значения электродных по­ тенциалов по сравнению с железом, значит, оба могут использоваться в качестве протектора.

В данном случае предпочтение следует отдать магнию, так как:

а) алюминий быстро пассивируется, а это будет тормозить его анод­ ное растворение при «работе» в качестве протектора;

б) гальванопара «А1 - Fe» имеет меньшую разность потенциалов по сравнению с гальванопарой «Mg - Fe».

Схема коррозионного гальванического элемента и электродные про­ цессы записываются следующим образом:

Пример 4. От длительной эксплуатации изделий позолота на медном контакте поцарапалась, а покрытие на луженой меди (покрытой оловом) отслоилось. В каком случае быстрее разрушится медь, находящаяся на воздухе?

Электрохимическая природа покрытий на меди имеет разный харак­ тер. Золото для меди является катодным покрытием, так как

135

При нарушении цельности покрытия в контакте с токопроводящей средой образуется коррозионный гальванический элемент, в котором медь будет играть роль анода, а золото - катода. Схема коррозионного гальва­ нического элемента и электродные процессы в первом случае будут запи­ сываться таким образом:

На воздухе медь покрывается зеленым налетом (СuОН) 2СО3 в резуль­ тате взаимодействия с диоксидом углерода:

Покрытие олова на меди является анодным покрытием, так как При нарушении покрытия в присутствии кисло­ рода и воды образуется коррозионный гальванический элемент, в котором олово является анодом, а медь - катодом и не разрушается.

Схема коррозионного гальванического элемента и электродные про­ цессы во втором случае будут записываться таким образом:

Задания для самостоятельной работы

251.Как протекает электрохимическая коррозия при контакте двух металлов марганец - никель: а) во влажном воздухе; б) в водном растворе кислоты? Составьте уравнения анодного и катодного про­ цессов.

252.Как протекает электрохимическая коррозия при контакте двух металлов олово - кадмий: а) во влажном воздухе; б) в водном растворе кислоты? Составьте уравнения анодного и катодного про­ цессов.

253.Как происходит атмосферная коррозия железа покрытого никелем при нарушении покрытия? Составьте электронные уравне­ ния анодного и катодного процессов и напишите продукты коррозии: а) во влажном воздухе; б) в водном растворе кислоты?

254.Какие виды покрытий используются для защиты металлов от коррозии? Железное изделие покрыли металлом хромом. Какое это по­ крытие - анодное или катодное? Почему? Составьте уравнения анодного и катодного процессов коррозии этого изделия при нарушении цельности покрытия: а) во влажном воздухе; б) в растворе соляной кислоты. Одина­ ковые или разные продукты коррозии образуются в первом и во втором случаях?

255.Перекручены две проволоки: стальная и серебряная. Какой ме­ талл начнет корродировать (разрушаться) в первую очередь? Составьте уравнения коррозии: а) в кислой среде; б) во влажном воздухе.

256.В раствор соляной кислоты поместили цинковую пластинку и цинковую пластинку, частично покрытую медью. В каком случае процесс растворения цинка будет протекать более интенсивно? Почему? Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов и напишите про­ дукты коррозии.

257.Какие способы защиты металлов от коррозии могут применять­ ся? В чем сущность протекторной защиты металлов от коррозии? Приве­ дите пример протекторной защиты железа в электролите: а) содержащем растворенный кислород, б) кислоту. Составьте уравнения анодного и ка­ тодного процессов коррозии.

258.Какие защитные покрытия вам известны? Какие покрытия назы­ ваются анодными и катодными? Приведите примеры катодного и анодно­ го покрытий для металла железа. Составьте уравнения анодного и катод­ ного процессов коррозии, для одного из приведенных примеров, при на­ рушении цельности покрытия: а) во влажном воздухе; б) в кислой среде, если цельность покрытия нарушена.

259.Какие виды покрытий используются для защиты металлов от коррозии? Железное изделие покрыли никелем. Какое это покрытие - анодное или катодное? Почему? Составьте уравнения анодного и катодно-

го процессов коррозии этого изделия при нарушении цельности покрытия: а) во влажном воздухе; б) в растворе соляной кислоты. Одинаковые или разные продукты коррозии образуются в первом и во втором случаях?

260.Что такое протекторная защита металлов? Различаются ли про­ дукты коррозии железа, защищенного протектором (предложите любой металл), если оно находится: а) в кислой среде; б) во влажном воздухе. Составьте уравнения реакций коррозии.

261.Как протекает электрохимическая коррозия при контакте металлов кадмий - медь: а) во влажном воздухе; б) в водном растворе кислоты? Составьте уравнения анодного и катодного процессов.

262.Предложите протектор для защиты свинца от почвенной корро­ зии под действием влаги и кислорода. Составьте уравнения анодного и ка­ тодного процессов коррозии. Какие способы защиты металлов от корро­ зии вы знаете? Перечислите их.

263.В чем сущность электрохимической защиты металлов от корро­ зии? Какие разновидности этой защиты вам известны? Напишите уравне­ ния анодного и катодного процессов коррозии, протекающих при элек­ трохимической защите стальных или корпуса корабля.

264.Если на стальной предмет нанести каплю воды, то коррозии под­ вергается средняя, а не внешняя часть смоченного металла. После высы­ хания капли в центре появляется ржавчина. Как это можно объяснить?

Какой участок металла, находящийся под каплей воды, является анодом и какой катодом? Составьте уравнения анодного и катодного процессов коррозии.

265.Висмут не вытесняет водород из разбавленных кислот (НС1,

H 2S04, СН3СООН и т. д.). Почему? Однако, если к этому металлу, погру­ женному в раствор, например, соляной кислоты, прикоснуться палочкой из кадмия, то на висмуте начинается выделение водорода. Объясните это явление. Составьте уравнения анодного и катодного процессов коррозии. Какая реакция при этом происходит?

266. Какая часть корпуса корабля (подводная или надводная) будет подвергаться коррозии в большей степени? Почему? Составьте уравнения анодного и катодного процессов коррозии.

138

267.Железные листы сложены в пачку на открытом воздухе. Где бы­ стрее появится ржавчина - между листами или сверху? Почему? По како­ му механизму - химическому или электрохимическому протекает разру­ шение металла? Составьте электронные уравнения процессов, протекаю­ щих на электродах.

268.Почему только сплошное никелевое покрытие предохраняет сталь от коррозии, тогда как хромовое покрытие сохраняет свою защит­ ную функцию и при наличии пор? Составьте уравнения коррозии в кислой среде. Составьте уравнения анодного и катодного процессов коррозии.

269.Почему только сплошное медное покрытие предохраняет сталь от коррозии, тогда как покрытие из марганца сохраняет свою защитную функцию и при наличии пор? Составьте уравнения коррозии в кислой среде. Составьте уравнения анодного и катодного процессов коррозии.

270.Почему химически чистое железо более устойчиво к корро­

зии, чем техническое? Составьте уравнения анодного и катодного процессов, происходящих при коррозии технического железа во влажном воздухе и в кислой среде. Какие участки поверхности тех­ нического железа могут играть роль катодов в процессе коррозии?

271.Что вы знаете об электрохимической коррозии, вызванной блуждающими токами? Представьте схему коррозионного процесса, запишите катодные и анодные реакции на примере коррозии желез­ ной трубы.

272.Как происходит атмосферная коррозия луженного и оцинкован­ ного железа при нарушении целостности покрытия? Составьте уравнения анодного и катодного процессов.

273.Как происходит коррозия луженого (покрытого оловом) никеля при нарушении покрытия в растворе: а) соляной кислоты, б) на влажном воздухе? Составьте электронные уравнения анодного и катодного процес­ сов и напишите продукты коррозии.

274.Как происходит коррозия луженого (покрытого оловом) кадмия при нарушении покрытия в растворе: а) соляной кислоты, б) на влажном воздухе? Составьте электронные уравнения анодного и катодного процес­ сов и напишите продукты коррозии.

139