КАТЕГОРИИ:
АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Расплавы кислород содержащих солей.
Электролиз расплавов.
1)Расплав хлорида натрия.
Он содержит катион натрия и анион хлора.
На катоде:
разряжается КАТИОН натрия:
катод: Na+ + 1e à Na0 2
На аноде:
разряжается АНИОН хлора:
анод: 2Cl- - 2e à Cl20 1
Cуммарное уравнение электролиза:
2NaCl(расплав) -(эл. ток)à 2Na + Cl2
2) Расплав гидроксида натрия.
4NaOH (расплав) -(эл. ток)à 4Na + O2 + 2H2O
катод: Na+ + 1e à Na0 4
анод: 4ОН- - 4e à O2 + 2H2O 1
3) Расплав оксида алюминия в криолите.
(Криолит – Na3[AlF6], в нем температура плавления оксида алюминия меньше).
Электролиз проводится на графитовых электродах, при этом часть электрода сгорает в выделяющемся кислороде, выделяются оксиды углерода.
2Al2O3 (расплав) -(эл. ток)à4 Al + 3O2
Расплавы кислород содержащих солей.
2Na2SO4 электролизà4Na +2SO3+O2
катод: Na+ + 1e à Na0 4
анод: 2SO42-- 4e à2SO3+O2 1
Кислородсодержащие анионы разлагаются при электролизе расплавов кислород содержащих солей на соответствующий кислотный оксид и кислород.
2) Электролиз растворов электролитов.
| Катодный процесс | Анодный процесс |
| 1. Металлы после Н: разряжаются на катоде Меn+ +n℮® Ме0¯ | 1. Анионы бескислородных кислот (кроме F-) – разряжаютсядо простого вещества: S2- >I- >Br ->Cl-> |
| 2. Металлы от Al до Н: идёт два параллельных процесса: а) разрядка металла Меn+ +n℮® Ме0¯ б) разрядка воды: 2Н2О +2е à H2 + 2OH- | 2. Анионы кислородсодержащих кислот и F- не разряжаются, идёт разрядка воды: 2H2O - 4e à O2 + 4H+ |
| 3. Металлы до алюминия – НЕ РАЗРЯЖАЮТСЯ, идёт разрядка воды: ®Н2 | 3. Если есть ОН-: 4ОН- - 4e à O2 + 2H2O |
Примеры:
1) раствор хлорида натрия.
NaCl + H2O -(эл. ток)à
катод: около катода Na+ и H2O. Натрий находится в ряду левее Al,
поэтому идёт разрядка воды.
2Н2О +2е à H2 + OH- 1
анод: около анода хлорид-анион
и вода. Разряжается ион Cl-
2Cl- - 2e à Cl2 1
Cуммарное уравнение электролиза:
2NaCl + 2H2O -(эл. ток)à Сl2 + H2 + 2NaOH
На электродах выделяются газообразные продукты – хлор и водород, в растворе накапливается гидроксид натрия.
2) раствор сульфата меди (II)
CuSO4 + H2O -(эл. ток)à
катод: около катода Cu2+ и H2O.
Медь находится в ряду после Н, поэтому она сама будет разряжаться на катоде:
Cu2+ +2е à Cu 4
анод: около анода – сульфат- анион
и вода. Разряжается вода.
2H2O - 4e à O2 + 4H+ 2
Cуммарное уравнение электролиза:
CuSO4 + H2O -(эл. ток)àCu + O2 + H2SO4
На катоде выделяется металл – медь, на аноде – газообразный кислород, в растворе накапливается серная кислота.
Если в растворе содержаться катионы разных металлов, то сначала восстанавливается катион металла, стоящий в ряду напряжений правее.
Таким образом, сравнивая активность тех молекул и ионов, которые находятся у каждого электрода, мы можем определить, какое вещество выделяется на каждом электроде в первую очередь.
Коррозия металлов.
Коррозия – это разрушение металлов и металлических конструкций под воздействием различных факторов окружающей среды – кислорода, влаги, вредных примесей в воздухе.
Коррозионная стойкость металла зависит от его природы, характера среды и температуры.
1) Благородные металлы не подвергаются коррозии из-за химической инертности;
2) Металлы Al, Ti, Zn, Cr, Ni имеют плотные газонепроницаемые оксидные плёнки, которые препятствуют коррозии;
3) Металлы с рыхлой оксидной плёнкой – Fe, Cu и другие – коррозионно неустойчивы. Особенно сильно ржавеет железо.
Различают химическую и электрохимическую коррозию.
Химическая коррозия происходит при воздействии на металл сухих газов, её называют газовой.
3Fe + 2O2 à Fe3O4
В аппаратах химических производств возможны процессы:
Fe + 2HCl à FeCl2 + H2
2 Fe + 3Cl2 à 2FeCl3
Электрохимическая коррозия – разрушение металла в присутствии воды и кислорода, либо в растворах электролитов.
В таких растворах на поверхности металла возникают процессы переноса электронов от металла к окислителю, которым является либо кислород, либо кислота, содержащаяся в растворе.
Электродами являются сам металл (например, железо) и содержащиеся в нем примеси (обычно менее активные металлы, например, олово).
В таком загрязнённом металле идёт перенос электронов от железа к меди, при этом железо (анод) растворяется, т.е. подвергается коррозии:
Fe –2e = Fe 2+, а на поверхности олова (катод) идёт процесс восстановления водорода из воды или растворённого кислорода:
а) 2H+ + 2e = H2;
б) O2 + 2H2O + 4e=4OH–
Пример: при контакте железа с оловом в растворе соляной кислоты происходят процессы:
анод: Fe –2e = Fe 2+,
катод: 2H+ + 2e = H2
Суммарная реакция:
Fe + 2H+ = H2 + Fe2+ ,
Если реакция проходит в атмосферных условиях в воде, в ней участвует кислород и происходят процессы:
анод: Fe –2e = Fe 2+,
катод: O2 + 2H2O + 4e=4OH–
Суммарная реакция:
Fe 2+ + 2OH – = Fe(OH)2
4Fe(OH)2 + O2+ 2H2O = 4Fe(OH)3
Образуется ржавчина.
Методы защиты от коррозии.
| 1.Защитные покрытия | 2. Создание сплавов, стойких к коррозии | 3. Изменение состава среды | 4.Электрохимические методы защиты. |
| а) Катодное покрытие – покрытие менее активным металлом (защищает металл только неповреждённое покрытие). б) Покрытие краской, лаками, смазками. в) Создание на поверхности некоторых металлов прочной оксидной плёнки химическим путём (анодирование алюминия, кипячение железа в фосфорной кислоте) | Нержавеющая сталь, новые сплавы с большой коррозионной устойчивостью. | Добавление в среду, окружающую металлическую конструкцию, ингибиторов коррозии (веществ, подавляющих процессы коррозии) | Протекторная защита: присоединение к металлической конструкции пластинок из более активного металла – протекторов. |
Дата добавления: 2015-08-05; просмотров: 93; Мы поможем в написании вашей работы!; Нарушение авторских прав |
| <== предыдущая лекция | | | следующая лекция ==> |
| Расплав или раствор электролита | | |