Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника



Для второго электрода




Читайте также:
  1. Вероятностная оценка случайной величины – наработки до второго отказа
  2. Взаимоотношения банков второго уровня и гос. уполномоченных органов.
  3. Влияние второго фактора
  4. Второго закона термодинамики
  5. Дифференциального уравнения второго порядка методом прогонки
  6. Дифференциальные уравнения второго порядка
  7. Дифференциальные уравнения второго порядка, допускающие понижение порядка
  8. Дифференцирующее звено второго порядка
  9. ЗАНЯТИЕ ВТОРОГО МЕСЯЦА АКАДЕМИИ. 1 ДЕКАБРЯ 2014 ГОД.

j Ag+/Ag = j°Ag+/Ag + 0,059 lg10-4 = 0,799 + 0,059×(–4) = 0,563 В.

Первый электрод с большим значением потенциала в данном элементе является катодом, второй – анодом. ЭДС рассчитываем по формуле

E = j к – j а = 0,74 – 0,563 = 0,177 В.

Пример 12.2. Рассчитать ЭДС элемента Cd½Cd2+ || Ni2+½Ni при концентрации ионов Cd2+ и Ni2+, равных соответственно 0,1 и 0,001 моль/л.

Решение. Используя уравнения Нернста и данные таблицы стандартных электродных потенциалов, рассчитываем электродные потенциалы Cd и Ni:

j Сd2+/Cd = j° Сd2+/Cd + lg10-3 = –0,403 + 0,0295×(–3) = –0,4915 В;

j Ni2+/Ni = j°Ni2+/Ni + lg10-1 = –0,250 + 0,0295×(–1) = –0,2795 В.

Так как j Сd2+/Cd < j Ni2+/Ni , то токообразующей в этом гальваническом элементе является реакция Cd0 + Ni2+ = Cd2+ + Ni0. Рассчитываем ЭДС элемента

E = j Ni2+/Ni – j Сd2+/Cd = –0,2795 – (–0,4915) = 0,212 В.

Пример 12.3. Исходя из значений стандартных электродных потенциалов и DG°х.р., указать, можно ли в гальваническом элементе осуществить реакцию Pb2+ + Ti = Pb + Ti2+. Составить схему гальванического элемента, написать уравнения электродных реакций.

Решение. В соответствии с уравнением реакции схему гальванического элемента можно представить следующим образом:

(–) Ti½Ti2+|| Pb2+½Pb (+).

Уравнения электродных реакций имеют вид:

на аноде Ti0 – 2ē ® Ti2+

на катоде Pb2++ 2ē ® Pb0

Рассчитываем стандартное значение ЭДС:

= j°к – j°а = j° Pb2+/Pb – j° Ti2+/Ti = –0,126 – (–1,628) = 1,502 B.

Энергию Гиббса рассчитываем по уравнению DG = –nE°F = –2×1,502×96500 = = –289,9 кДж. Так как D < 0, токообразующая реакция возможна.

Пример 12.4. Как изменится масса цинковой пластинки при взаимодействии ее с растворами: а) CuSO4; б) MgSO4; в) Pb(NO3)2? Почему? Составить молекулярные и ионные уравнения соответствующих реакций.

Решение. В соответствии со значениями стандартных электродных потенциалов ионы меди и свинца по отношению к цинку будут проявлять окислительную активность. При контакте с растворами CuSO4 и Pb(NO3)2 будут протекать реакции растворения цинка и осаждения соответствующего металла:

а) CuSO4 + Zn = Cu + ZnSO4, Cu2+ + Zn = Cu + Zn2+;



б) Pb(NO3)2 + Zn = Pb + Zn(NO3)2, Pb2+ + Zn = Pb + Zn2+.

Один моль эквивалентов цинка (32,69 г/моль) будет замещаться на один моль эквивалентов меди (31,77 г/моль) или свинца (103,6 г/моль). Учитывая молярные массы эквивалентов этих элементов, в растворе CuSO4 масса цинковой пластины будет незначительно уменьшаться, а в растворе Pb(NO3)2 – заметно увеличиваться.

Стандартный потенциал магния имеет меньшее значение, чем потенциал цинка. Это означает, что ионы магния не могут окислять цинковую пластинку. Поведение цинка в таком растворе аналогично окислению цинковой пластинки в воде: Zn – 2ē = Zn2+. Протекание такого процесса приведет к малозаметному снижению массы цинковой пластинки.

Пример 12.5.Как происходит коррозия цинка, находящегося в контакте с кадмием, во влажном воздухе и в кислом растворе (НСl)? Составить уравнения анодного и катодного процессов. Привести схемы образующихся при этом гальванических элементов. Определить состав продуктов коррозии.

Решение. Цинк имеет меньшее значение потенциала (–0,763 В), чем кадмий

(–0,403 В), поэтому он является анодом, а кадмий – катодом. Следовательно, цинк растворяется, а на поверхности кадмия идет восстановление: в кислом растворе – ионов водорода, во влажном воздухе – растворенного в воде кислорода.



Анодный процесс Zn – 2ē = Zn2+.

Катодный процесс 2Н+ + 2ē ® Н2 (в кислом растворе);

О2 + 2Н2О + 4ē ® 4ОН(во влажном воздухе).

Схема образующегося гальванического элемента во влажном воздухе:

(–) Zn | O2, H2O½Cd (+).

Схема образующегося гальванического элемента в кислом растворе:

(–) Zn½HCl½Cd (+).

Во влажном воздухе ионы Zn2+ с гидроксильными группами, выделяющимися на катоде, образуют малорастворимый гидроксид цинка Zn(ОН)2, который и является продуктом коррозии.

В кислой среде на поверхности кадмия выделяется газообразный водород. В раствор переходят ионы Zn2+.

Пример 12.6. Хром находится в контакте с медью. Какой из металлов будет окисляться при коррозии, если эта пара металлов попадает в кислую среду (HCl)? Привести уравнения анодного и катодного процессов, схему образующегося гальванического элемента. Каков состав продуктов коррозии?

Решение. По положению в ряду напряжений металлов видно, что хром более активный металл (j°Сr3+/Cr = –0,744 В), чем медь (j°Сu2+/Cu = 0,337 В). В образованной гальванической паре Cr – анод, он окисляется, а Cu – катод, на ее поверхности выделяется (восстанавливается) водород из HCl.

Анодный процесс: Cr –3ē = Cr3+

Катодный процесс в кислой среде: 2Н+ + 2ē ® Н2

Схема гальванического элемента: (–) Cr½HCl½Cu (+)

Появляющиеся ионы Cr3+ образуют с хлорид-анионами (из HCl) растворимое соединение – CrC13, на поверхности меди выделяется Н2.


Дата добавления: 2014-11-13; просмотров: 14; Нарушение авторских прав







lektsii.com - Лекции.Ком - 2014-2021 год. (0.008 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав
Главная страница Случайная страница Контакты