Рассмотрите коррозию гальванопары Fe | Cr(коррозионная среда NaOH+ H2О), используя потенциалы, укажите анод и катод соответствующей гальванопары, рассчитайте ЭДС, напишите уравнения анодного и катодного процессов, молекулярное уравнение реак-ции коррозии, укажите направление перемещения электронов в системе.
1. Определение анода и катода:
Анод - это место окисления, где происходит потеря электронов. В данном случае, анодом будет являться металл Fe, так как он будет окисляться в коррозионной среде.
Катод - это место восстановления, где происходит приобретение электронов. В данном случае, катодом будет являться металл Cr, так как он будет восстанавливаться в коррозионной среде.
2. Расчет ЭДС гальванопары:
Для расчета ЭДС гальванопары используется формула: E = E(cathode) - E(anode)
Где E(cathode) - потенциал катода, E(anode) - потенциал анода.
В данном случае, мы должны найти соответствующие потенциалы для металлов Fe и Cr.
3. Потенциалы металлов Fe и Cr:
Потенциалы стандартного состояния (потенциалы, измеренные при температуре 25°C и концентрации 1 моляр) можно найти в таблице стандартных электродных потенциалов. В международной системе потенциалы даны относительно водорода (электрод водородной шкалы), который определен как ноль.
В соответствии со стандартной таблицей потенциалов, потенциал металла Fe (Fe^2+|Fe) равен -0.44 В, а потенциал металла Cr (Cr^3+|Cr) равен -0.74 В.
4. Расчет ЭДС:
E = E(cathode) - E(anode) = -0.74 В - (-0.44 В) = -0.3 В
Таким образом, получаем, что ЭДС данной гальванопары равна 0.3 В.
5. Анодный и катодный процессы:
Анодный процесс представляет собой окисление металла на аноде. В данном случае, анодный процесс будет следующий:
Fe(s) -> Fe^2+(aq) + 2e^-
Катодный процесс представляет собой восстановление металла на катоде. В данном случае, катодный процесс будет следующий:
Cr^3+(aq) + 3e^- -> Cr(s)
6. Молекулярное уравнение реакции коррозии:
В данной гальванопаре коррозия происходит на аноде (Fe), и Cr является катодом. Реакция коррозии будет происходить следующим образом:
Fe(s) + 2NaOH(aq) -> Fe(OH)2(s) + 2e^- + 2Na^+
На катоде (Cr) происходит восстановление:
Cr^3+(aq) + 3e^- + 3OH^-(aq) -> Cr(OH)3(s)
7. Направление перемещения электронов в системе:
В данной системе электроны перемещаются от анода (Fe) к катоду (Cr). Это связано с тем, что анод - место окисления, где электроны теряются, и они перемещаются по внешнему контуру с анода на катод.
Итак, в ответ на вопрос:
Анод: Fe
Катод: Cr
ЭДС гальванопары: 0.3 В
Уравнение анодного процесса: Fe(s) -> Fe^2+(aq) + 2e^-
Уравнение катодного процесса: Cr^3+(aq) + 3e^- -> Cr(s)
Молекулярное уравнение реакции коррозии: Fe(s) + 2NaOH(aq) -> Fe(OH)2(s) + 2e^- + 2Na^+
Направление перемещения электронов: от анода (Fe) к катоду (Cr).