3.2.1 Faça as equações eletrônicas dos processos anodo e catódico com despolarização de oxigênio e hidrogênio durante a corrosão de um par magnésio-níquel. Que produtos de corrosão são formados no primeiro e segundo casos?

Como o magnésio tem um potencial de eletrodo menor (-2,37 V) que o níquel (-0,25 V), ele desempenhará o papel de ânodo e o níquel o papel de cátodo. Como o metal catódico é uma forma reduzida, nele ocorrerá o processo de redução das moléculas de oxigênio presentes em um ambiente neutro (despolarização do oxigênio) ou dos íons hidrogênio presentes em um ambiente ácido (despolarização do hidrogênio).

Processos de eletrodo que ocorrem em um meio neutro:

A) Mg 0 - 2ē → Mg 2+ - processo de oxidação;

K) 2H 2 O + O 2 + 4ē → 4OH - - processo de redução.

Os íons de magnésio resultantes se ligam aos íons de hidróxido para formar hidróxido de magnésio:

Mg 2+ + 2OH - → Mg (OH) 2 - um produto de corrosão em ambiente neutro.

3.2.2 Que tipo de revestimento em relação ao ferro é o níquel? Como ocorre a corrosão atmosférica do ferro revestido com uma camada de níquel se o revestimento for rompido? Componha as equações eletrônicas dos processos anódicos e catódicos que ocorrem em uma solução de cloreto de sódio e em uma solução de ácido bromídrico. Qual é a composição dos produtos de corrosão?

1 A solução de cloreto de sódio tem um meio de reação neutro. A função do NaCl é acelerar o processo de corrosão.

Como o ferro tem um potencial de eletrodo menor (-0,44 V) que o níquel (-0,25 V), ele desempenhará o papel de ânodo e o níquel desempenhará o papel de cátodo. Portanto, o revestimento de níquel será catódico em relação ao ferro.

Se o revestimento de níquel do ferro for quebrado, uma célula galvânica surge espontaneamente. Como o metal catódico é uma forma reduzida, nele ocorrerá o processo de redução das moléculas de oxigênio presentes em um meio neutro (despolarização do oxigênio).

Processos do eletrodo:

K) 2H 2 O + O 2 + 4ē → 4OH - - processo de redução;

Fe 2+ + 2OH - → Fe (OH) 2.

O hidróxido de ferro Fe (OH) 2 é um composto instável, portanto, em um ambiente neutro, o processo de sua oxidação adicional prossegue:

4Fe(OH) 2 + 2H 2 O + O 2 → 4Fe(OH) 3.

Fe(OH)3 → FeOOH + H2O;

2FeООН → Fe 2 О 3 + Н 2 О.

A composição dos produtos de corrosão será a seguinte:

Fe (OH) 2, Fe (OH) 3, FeOOH, Fe 2 O 3.

Esquema de funcionamento desta célula galvânica:

Fe H 2 O, O 2, NaCl Ni

2 O ácido bromídrico cria um ambiente ácido. Como mencionado anteriormente, o ferro desempenhará o papel do ânodo e o níquel desempenhará o papel do cátodo. Como o metal catódico é uma forma reduzida, o processo de redução dos íons hidrogênio formados durante a dissociação do ácido bromídrico ocorrerá sobre ele.

Processos do eletrodo:

A) Fe 0 - 2ē → Fe 2+ - processo de oxidação;

K) 2Н + +2е → Н 2 – processo de recuperação.

Formados durante a oxidação do ferro, seus íons irão interagir com os íons bromo formados durante a dissociação do ácido:

Fe 2+ + 2Br - → FeBr 2 - produto de corrosão.

Esquema de funcionamento desta célula galvânica:

Deve-se notar que em todos os esquemas relacionados ao funcionamento de uma célula galvânica e processos de corrosão, a seta inferior sempre vai para íons (moléculas) que atuam como despolarizadores, ou seja, aceitam elétrons e se recuperam no cátodo.

3.2.3 Qual é a essência da proteção protetora dos metais? Dê um exemplo da proteção protetora do ferro em um eletrólito contendo álcali. Componha as equações eletrônicas dos processos anódicos e catódicos.

O método do protetor (proteção eletroquímica anódica) é realizado pela fixação de uma grande folha (um produto metálico antigo) ao metal protegido, feito de um metal mais ativo com menor potencial de eletrodo. As ligas à base de zinco ou magnésio são geralmente usadas como piso.

Considere, como exemplo, a proteção protetora do ferro ligado a uma chapa de zinco. Com bom contato entre os metais, o metal protegido (ferro) e o metal protetor (zinco) exercem um efeito polarizador um no outro. De acordo com a posição mútua desses metais na série SEP (o zinco tem um potencial de eletrodo menor que o ferro), o ferro é polarizado catodicamente e o zinco é anódico.

Como resultado, o ferro sofre um processo de redução do oxigênio presente no eletrólito (a despolarização do oxigênio também é característica de um ambiente alcalino), e o zinco é oxidado e destruído.

Equações eletrônicas dos processos anódicos e catódicos:

A) Zn 0 - 2е → Zn 2+ - processo de oxidação;

K) 2H 2 O + O 2 + 4e → 4OH - - processo de redução;

Zn 2+ + 2OH - → Zn (OH) 2.

Se no lugar do zinco houvesse algum metal que não apresentasse propriedades anfotéricas, então o processo de corrosão pararia ali, ou seja, o hidróxido metálico poderia ser considerado um produto de corrosão. Mas como o zinco pode ser classificado como um metal com propriedades anfotéricas, seu hidróxido se dissolve em álcalis (NaOH, KOH, etc.)

2NaOH + Zn(OH) 2 → Na 2 é um produto de corrosão.

Portanto, em um ambiente alcalino, não é aconselhável usar um metal com propriedades anfotéricas como protetor.

Esquema de funcionamento desta célula galvânica:

Zn H 2 O, O 2, NaOH Fe

Controlar perguntas e tarefas

1 Calcule o potencial de eletrodo de um eletrodo de alumínio imerso em uma solução salina 0,001m de Cr 2 (SO 4) 4 .

2 De quais sais o metal pode ser deslocado tanto Zn quanto Ni? Zn apenas?

a) FeCl2; b) Al2(SO4)3; c) CuBr2.

Escreva as equações dos processos em andamento.

3 Em que concentração de íons Sn 2+ em solução o potencial do eletrodo de estanho se tornará igual ao potencial padrão do eletrodo de hidrogênio?

4 Qual é o agente oxidante e redutor em uma célula galvânica composta de estanho e prata, que estão imersas em soluções normais de seus sais? Faça um diagrama da célula galvânica correspondente.

5 Desenhe diagramas de duas células galvânicas, em uma das quais o níquel é o ânodo e na outra - o cátodo. Anote as equações de processos de eletrodo e as equações de reação total.

6 Faça um diagrama, anote as equações eletrônicas dos processos de eletrodos e calcule a CEM de uma célula galvânica composta por eletrodos de magnésio abaixados: o primeiro em soluções de 0,001N, o segundo em 0,01N de MgSO 4 .

7 EMF de uma célula galvânica formada por níquel imerso em uma solução de seu sal com = 0,0001 mol/le prata imersa em uma solução de seu sal é de 1,108 V. Determine a concentração de íons Ag + em uma solução de seu sal.

8 A EMF das células galvânicas mudará quando a concentração de soluções salinas diminuir 10 vezes?

a) Cu ô Cu 2+ ô Zn 2+ ô Zn;

b) Ag ô Ag + ô ô Zn 2+ ô Zn.

Comprove sua resposta com cálculos.

9 Em que direção os elétrons se moverão no circuito externo das seguintes células galvânicas:

a) Cu|Cu 2+ e Ni|Ni 2+

b) Zn|Zn(NO 3) 2 e Ag|AgNO 3

c) Al|Al 3+ e Mg|Mg 2+

10 Como ocorre a corrosão atmosférica do ferro estanhado e galvanizado quando os revestimentos são violados? Componha as equações eletrônicas dos processos anódicos e catódicos.

11 Que revestimento metálico é chamado anódico e o que é catódico? Cite vários metais que podem ser usados ​​para revestimento anódico e catódico de manganês. Componha as equações eletrônicas dos processos anódicos e catódicos que ocorrem durante a corrosão do manganês quando os revestimentos anódicos e catódicos são danificados em ar úmido e em solução de ácido sulfúrico.

12 Se uma placa de cádmio puro é imersa em ácido clorídrico, então a evolução de hidrogênio sobre ela prossegue lentamente e quase cessa com o tempo. No entanto, se uma placa de cádmio é tocada com um bastão de cromo, uma rápida evolução do hidrogênio começa no último. Por quê? Que metal é dissolvido neste caso? Componha as equações eletrônicas dos processos anódicos e catódicos.

Bibliografia:

1 Akhmetov, N. S. Química geral e inorgânica /N. S. Akhmetov. - M.: Superior. escola, 1981.

2 Glinka, N. L. Química geral /N. L. Glinka - M.: Integral-Press, 2006.

3 Glinka, N. L. Tarefas e exercícios de química geral /N. L. Glinka - M.: Integral-Press, 2006.

4 Korovin, N. V. Química geral /N. V. Korovin - M.: Superior. escola, 2002.

Informações semelhantes.

O produto de ferro foi revestido com níquel. Que tipo de revestimento é anódico ou catódico? Por quê? Faça as equações elétricas do ânodo e do cátodo processos de corrosão este produto se o revestimento for danificado em ar úmido e em ácido clorídrico (HCl). Que produtos de reação serão obtidos no primeiro e segundo casos?

A solução do problema

1. O produto está em ar úmido, que é um ambiente eletricamente condutivo, portanto, ocorrerá corrosão eletroquímica.

Se o revestimento for quebrado, uma célula galvânica é formada. Vamos fazer um diagrama de uma célula galvânica corrosiva:

Fe │ H 2 O, O 2 │ Ni

A água é um meio neutro, portanto o agente oxidante (despolarizador) é o oxigênio - O 2 do ar. Portanto, a corrosão eletroquímica com despolarização do oxigênio ocorrerá neste esquema.

O níquel tem um potencial maior (-0,23 V) que o ferro (-0,44 V) (veja a tabela de potenciais eletroquímicos dos metais), portanto, em uma célula galvânica, o níquel será o cátodo (oxidante), o ferro - o ânodo (redutor ).

(-) Fe │ H 2 O, O 2 │ Ni (+)

Vamos escrever as equações eletrônicas processos de corrosão fluindo sobre os eletrodos, e compõem a equação total dos processos de corrosão.

processo de corrosão

Conclusão: o ferro irá corroer. O produto de sua corrosão é a base - hidróxido de ferro (II).

Responda:

o produto do processo de corrosão é o hidróxido de ferro(II).

2. Os metais estão em um ambiente ácido - uma solução de ácido clorídrico (HCl). A solução de HCl é um eletrólito, ou seja, um meio eletricamente condutor, portanto, ocorrerá corrosão eletroquímica.

Neste caso, o ambiente é ácido, então o agente oxidante (despolarizador) é o íon hidrogênio (H+). Portanto, a corrosão eletroquímica com despolarização do hidrogênio ocorrerá neste esquema.

(-) Fe │ HCl │ Ni (+)

Os elétrons se movem do ferro para o níquel.
Vamos escrever as equações eletrônicas dos processos de corrosão que ocorrem nos eletrodos e compor a equação total processos de corrosão.

Vamos fazer uma equação molecular processos de corrosão reação redox que ocorre durante a corrosão:

Vamos anotar a conclusão: durante a corrosão do ferro em contato com o níquel, o ferro é oxidado. O produto de sua corrosão é sal - cloreto de ferro (II). O hidrogênio é liberado no eletrodo de níquel.

Componha as equações eletrônicas dos processos anódicos e catódicos com despolarização de oxigênio e hidrogênio durante a corrosão de um par Mg - Pb

Respostas:

O potencial do magnésio é menor que o potencial do chumbo, então a corrosão do magnésio ocorre primeiro: Despolarização do oxigênio: processo catódico: O_2+2H_2O+4e=4OH^- processo anódico: Mg = Mg^(2+) + 2e => 2Mg + O_2 + 2H_2O = 2Mg(OH)_2 Despolarização de hidrogênio: processo catódico: 2H^+ + 2e = H_2 processo anódico: Mg = Mg^(2+) + 2e => Mg + 2H^+ = Mg^(2+) + H_2

neste problema, a corrosão magnética ocorre em primeiro lugar, porque chumbo é muitas vezes maior que o magnésio. despolarização do oxigênio: durante o processo catódico, verifica-se que o Magnésio (Mg) é igual a ele com uma carga positiva de 2+ e adiciona 2 elétrons, portanto, 2 átomos de magnésio (2Mg) são adicionados a duas moléculas de oxigênio O2 e adicionam dois átomos de cloreto de hidrogênio (água) (2H2O). toda essa expressão será igual a 2Mg (OH) 2 processo catódico: oxigênio (O2) + dois átomos de cloreto de hidrogênio (2H2O) e + 4 elétrons. tudo isso é igual a 4OH (com carga negativa de -1) agora despolarização de hidrogênio: realizada de forma semelhante ao oxigênio, apenas valores diferentes são obtidos como resultado.

Perguntas semelhantes

• 1. Dadas 5 figuras geométricas a1 a2 a3 a4 a5, formadas por cubos de mesmo volume, sabe-se que o volume da figura a4 é maior que o volume de a1, mas menor que o volume de a3. O volume da figura a5 é maior que o volume de a2 O volume da figura a3 é menor que o volume de a2 Escreva as figuras em ordem crescente de seu volume. 2. Em quanto diminuirá o valor do produto 4 x 36 se o 1º fator for reduzido em 7?
• não use calculadora e não calcule em coluna, encontre o resto da divisão por 15 do valor da expressão: 21 * 20 + 19 * 18 - 17 * 16
• 1. Igor tem 2 livros de 150g cada e o mesmo número de livros de 200g cada, além de um estojo e uma agenda de 300g. Qual é a massa de material escolar na mochila de Igor? 2. Zaure, Ainur, Kamat e Samat são amigos. Um nasceu em 6 de março. 2 - 7 de abril, 3 - 6 de julho, 4 - 20 de março Ainur e Kymbat nasceram no mesmo mês, e Kymbat e Zaur em meses diferentes. Determinar o aniversário de cada menina?
• Em que valor de a ambas as raízes da equação ax^2-6x+a=0 são positivas; ambas as raízes são negativas; sinais diferentes.
• Sabe-se que para um certo valor do número a, a razão das raízes da equação quadrática x^2+10x+a=0 é igual a 4. Encontre este valor de a e as raízes correspondentes da equação.
• Sabe-se que a equação x^3+px+q=0 tem raízes x1=-2 e x2=3. Encontre a terceira raiz desta equação.
• Uma liga de cobre e zinco contém 20% de cobre. A massa da liga é de 1200 g. Descubra: 1) quanto cobre há na liga 2) quanto zinco há na liga 3) qual a porcentagem de zinco em a liga 4) que porcentagem é a massa de cobre da massa de zinco

Tarefa 287.
Componha as equações eletrônicas dos processos anódico e catódico com despolarização de oxigênio e hidrogênio durante a corrosão de um par magnésio-níquel. Que produtos de corrosão são formados no primeiro e segundo casos?
Solução:
O magnésio tem um potencial de eletrodo padrão mais eletronegativo(-2,36 V) do que o níquel (-0,24 V), então é o ânodo, o níquel é o cátodo.

Processo anódico - oxidação do metal: Me 0 - 2 \u003d Me n +

e processo catódico – redução dos íons hidrogênio (despolarização do hidrogênio) ou das moléculas de oxigênio (despolarização do oxigênio). Portanto, durante a corrosão de um par Mg - Ni com despolarização do hidrogênio, ocorrem os seguintes processos:

Processo anódico: Mg 0 - 2 = Mg 2+
processo catódico:

O produto da corrosão será um composto de hidrogênio gasoso de magnésio com um resíduo ácido (sal).

Quando o par Mg-Ni é corroído sob condições atmosféricas, ocorre a despolarização do oxigênio no cátodo e o magnésio é oxidado no ânodo:

Processo anódico: Mg 0 - 2 = Mg 2+
processo catódico: em um ambiente neutro: 1/2O 2 + H 2 O + 2 = 2OH -
em meio neutro ou alcalino: 1/2O 2 + H 2 O + 2 \u003d 2OH -

Como íons Mg 2+ com íons hidróxido OH formam um hidróxido insolúvel, o produto da corrosão será Mg(OH) 2 .

Tarefa 288.
Uma placa de zinco e uma placa de zinco parcialmente revestida com cobre foram colocadas em uma solução de ácido clorídrico (clorídrico). Em qual caso o processo de corrosão do zinco ocorre de forma mais intensa? Motive sua resposta fazendo equações eletrônicas dos processos correspondentes.
Solução:
a) Quando uma placa de zinco é colocada em uma solução de ácido clorídrico (clorídrico), ocorre uma reação de substituição:

Zn + 2HCl \u003d ZnC l2 + H 2

Após algum tempo, a placa de zinco em uma solução de ácido clorídrico diluído é passivada por um filme de óxido formado pela interação do zinco com o oxigênio dissolvido em água de acordo com o esquema: Zn + 1/2 O 2 = ZnO, então a corrosão do zinco irá logo desacelere.

b) Quando uma placa de zinco parcialmente revestida com cobre é colocada em uma solução de ácido clorídrico, forma-se um par galvânico Zn - Cu, em que o zinco é o ânodo e o cobre o cátodo. Isso acontece porque o zinco tem um potencial de eletrodo mais eletronegativo (-0,763 V) do que o cobre (+0-,34 V).

Processo anódico: Zn 0 - 2 = Zn 2+ ;
processo catódico: em um ambiente ácido: 2H + + 2 \u003d H 2

Os íons de zinco Zn 2+ com íons de cloro Cl - darão ao sal ZnCl 2 - um eletrólito forte, e o hidrogênio será liberado intensivamente na forma de bolhas de gás. Este processo prosseguirá rapidamente até que a chegada dos íons hidrogênio H + ácido clorídrico termine ou até que a placa de zinco esteja completamente dissolvida. Equação de corrosão íon-molecular:

Zn 0 + 2H + = Zn 2+ + H 2 O

Forma molecular da equação:

Zn + 2HCl \u003d ZnCl 2 + H 2

Tarefa 289.
Por que o ferro quimicamente puro é mais resistente à corrosão do que o ferro comercial? Componha as equações eletrônicas dos processos anódicos e catódicos que ocorrem durante a corrosão do ferro técnico em ar úmido e em ambiente ácido.
Solução:
O ferro quimicamente puro é mais resistente à corrosão, pois com o oxigênio forma uma película de óxido na superfície, o que evita uma maior destruição do metal. O ferro técnico contém impurezas de vários metais e não metais, que formam vários pares galvânicos de ferro-impureza. Ferro, com um potencial de eletrodo padrão negativo (-0,44 V) com muitas impurezas, cujo potencial é muito mais positivo, é o ânodo, e as impurezas são o cátodo:

Processo anódico: Fe 0 -2 = Fe 2+

processo catódico: em um ambiente ácido: 2H + + 2 \u003d H 2
em meio neutro ou alcalino: 1/2O 2 + H 2 O + 2 = 2OH -

Como os íons Fe 2+ com um grupo hidroxila formam um hidróxido insolúvel, o produto da corrosão atmosférica do ferro será Fe(OH) 2 . Ao entrar em contato com o oxigênio atmosférico, o Fe (OH) 2 oxida-se rapidamente a meta-hidróxido de ferro FeO (OH), adquirindo sua característica cor marrom:

4Fe(OH) 2 + O 2 = 4FeO(OH) + 2H 2 O