Изучите процесс коррозии гальванической пары, исследуя потенциалы, идентифицируйте анод и катод гальванической пары

Inna

34

Коррозия гальванической пары - это процесс разрушения металла под воздействием химических реакций среды, в которой он находится. Гальваническая пара образуется из двух различных металлов, погруженных в электролит, что приводит к возникновению потенциалов на каждом из металлов.

Для каждой из заданных коррозионных сред и гальванических пар, мы должны исследовать потенциалы, определить анод и катод, рассчитать ЭДС, составить анодные и катодные уравнения процессов, составить молекулярное уравнение реакции коррозии и определить направление движения электронов в системе.

а) H2O + O2 Fe/Zn

Для данной гальванической пары имеем два металла: железо (Fe) и цинк (Zn). Для определения анода и катода, мы должны рассмотреть потенциалы каждого металла. Известно, что металл с более низким (менее положительным) потенциалом является анодом, а металл с более высоким (более положительным) потенциалом является катодом.

Потенциалы для данных металлов следующие:
Fe: -0.44 В
Zn: -0.76 В

Таким образом, Fe является анодом, а Zn является катодом.

Далее, мы можем рассчитать ЭДС для данной гальванической пары, вычислив разность потенциалов между анодом и катодом:
ЭДС = Потенциал катода - Потенциал анода
ЭДС = -0.76 В - (-0.44 В)
ЭДС = -0.32 В

Затем мы можем составить анодное и катодное уравнения для процесса. Анодное уравнение представляет реакцию окисления на аноде, а катодное уравнение представляет реакцию восстановления на катоде.

Анодное уравнение:
Fe → Fe2+ + 2e^-

Катодное уравнение:
O2 + 4H+ + 4e^- → 2H2O

Молекулярное уравнение реакции коррозии можно составить путем объединения анодного и катодного уравнений:
Fe + O2 + 4H+ → Fe2+ + 2H2O

Наконец, направление движения электронов в системе будет от анода (Fe) к катоду (Zn).

б) NaOH + H2O Zn/Al

Для данной гальванической пары имеем два металла: цинк (Zn) и алюминий (Al). Рассмотрим потенциалы каждого металла для определения анода и катода.

Потенциалы для данных металлов следующие:
Zn: -0.76 В
Al: -1.66 В

Таким образом, Zn является анодом, а Al является катодом.

Вычислим ЭДС для данной гальванической пары, используя разность потенциалов между анодом и катодом:
ЭДС = Потенциал катода - Потенциал анода
ЭДС = -1.66 В - (-0.76 В)
ЭДС = -0.9 В

Составим анодное и катодное уравнения для данной гальванической пары.

Анодное уравнение:
Zn → Zn2+ + 2e^-

Катодное уравнение:
2H2O + 2e^- → 2OH^- + H2

Молекулярное уравнение реакции коррозии:
Zn + 2H2O → Zn2+ + 2OH^- + H2

Направление движения электронов в системе будет от анода (Zn) к катоду (Al).

в) H2O

Для данной гальванической пары имеем только одно вещество - вода (H2O). Вода сама по себе не является гальванической парой, поскольку нет двух различных металлов. Гальваническая пара должна состоять из двух различных металлов, чтобы возникли потенциалы и процесс коррозии.

Поэтому здесь невозможно исследовать потенциалы, определить анод и катод, рассчитать ЭДС, составить анодные и катодные уравнения процессов, составить молекулярное уравнение реакции коррозии и определить направление движения электронов в системе.