Примеры составления условий задач и их решение. Возможна ли коррозия золота с поглощением кислорода в растворе, в котором активность (концентрация) ионов золота равна 1∙10–4 моль/л

Задача 556

Возможна ли коррозия золота с поглощением кислорода в растворе, в котором активность (концентрация) ионов золота равна 1∙10^–4 моль/л, среда нейтральная?

Решение:

Электродный потенциал золота, согласно уравнению Нернста:

φ_Au+_/Au = φ^o_Au+_/Au + 0.059/1 ∙ (lg1∙10^–4) = 1,691 + 0,059 ∙ (–4) = 1,455В;

Потенциал кислородного электрода:

φ_О2/ОН– = 1,23 – 0,059 ∙ рН = 1,23 – 0,059∙7 – 0,817В;

Так как электродный потенциал золота больше потенциала кислородного электрода, коррозия золота в нейтральном растворе с поглощением кислорода невозможна.

Задача 557

Возможна ли коррозия с выделением водорода в растворе, в котором активность ионов меди 1∙10^–3 моль/л и рН среды 3?

Решение:

Электродный потенциал меди, согласно уравнению Нернста:

φ_Cu2+_/Cu = φ^o_Cu2+_/Cu + 0.059/2 ∙ (lg1∙10^–3) = 0,337 + 0,059∙ (–3) = 0,249В;

Потенциал водородного электрода:

φ_Н2/Н+ = –0,059 ∙ рН = – 0,059 ∙ 3 = 0,177В;

Так как потенциал меди больше потенциала водородного электрода, то процесс коррозии с выделением водорода невозможен.

Задача 566

Как объяснить, что при повреждении цинкового покрытия защита железа от коррозии в нейтральной среде продолжается, в то время как железо, частично покрытое оловом, разрушается? Составьте схемы образующихся коррозионных микроэлементов и рассчитайте их ЭДС при стандартных условиях. Приведите уравнения электродных процессов.

Решение:

Исходя из величин стандартных электродных потенциалов металлов:

в случае оцинкованного железа при нарушении покрытия в образовавшихся короткозамкнутых микроэлементах роль анода выполняет цинк как более активный металл, который окисляется:

(–) Zn/H₂O, O₂/Fe (+);

(–) Zn; Zn – 2ē → Zn⁺² ок–е, в–ль;

(+) Fe; O₂ + 2H₂O + 4ē → 4OH^– в–е, о–ль;

в случае луженого железа при нарушении целостности покрытия будет корродировать железо:

(–) Fe/H₂O, O₂/Sn (+);

(–) Fe, Fe – 2ē → Fe⁺² ок–е, в–ль;

(+) Sn; O₂ + 2H₂O + 4ē → 4OH^– в–е, о–ль;

ЭДС (Е) микрогальванопар равна разности соответствующих величин электродных потенциалов:

Е⁰ = φ^о_к – φ^о_а; Е₁ = φ_Fe2+_/Fe – φ_Zn2+_/Zn = –0,441 – (–0,763) = 0,322B

Е₂ = φ_Sn2+_/Sn – φ_Fe2+_/Fe = –0,141 – (–0,441) = 0,3B.