електрохимичните процеси

Лабораторна работа № 6

"химичните свойства на метали"

Електрохимични процеси като реакцията на редокси (ЗАМ), свързани със степента на окисление на веществата, участващи в реакцията. Основната разлика IAD от електрохимичните процеси е, че процесите на редукция и окисление са пространствено разделени и електронен трансфер могат да се определят като определен ток (в клетката, когато корозия) или, алтернативно, може да настъпи електрохимичен процес поради източник на текущата (електролиза) ,

Във всеки случай, електрохимичната реакция необходимо електрохимична верига. съществени компоненти на които са електроди и електролит (воден или неводен).

Съгласно електроди обикновено се или проводник или система, състояща се от проводник потопен в разтвора на електролит разбрани. При контакт метален проводник с електролитния разтвор върху повърхността на такса се дължи на прехвърляне на електрони, което води до разлика в електростатичен потенциал между електрода и намиращо се в контакт с него електролит. Тази разлика се нарича потенциал на електрод.

Абсолютната стойност на потенциала на електрод на отделния електрода не може да се измери, обаче винаги се измерва разликата в потенциала на електрода от теста и стандартен референтен електрод, т.е. представлява електрохимичната верига. Като сравнителни електроди за водни среди използват сребърен хлорид или обратимо позоваване водороден електрод. Последното е платина (електрохимично депозиран на платина плака) платина, потопен в разтвор на киселината (сярна, солна), с водородни йони активност на 1, чрез което се продухва водород при налягане от 101kPa. равновесие се установява в системата:

Потенциалът на това равновесие при тези условия приемат за нула при всички температури.

Таблични стойности на стандартните потенциали електрод (Е о) са показани по отношение на обратимата водороден електрод. Тези стойности се нормализират до един електрон, и те са посочени процеса на възстановяване:

В практическата работа като референтен електрод често от водород, като се използва сребърен хлорид електрод. Сребърен хлорид електрод е сребърен проводник е електролитно покритие с AgCl, който се поставя в наситен разтвор на калиев хлорид.

Стандартни електродни потенциали на метали и водород подредени във възходящ ред, представляват серия от стандартни електродни потенциали на метали или метални електрохимична напрежение серия. Редица електродни потенциали дава полезни знания:

1.Metally като стойности на електрод потенциал по-малък от този на водорода може да бъде разтворен с отделянето на водород в киселини, чиито аниони не са оксиданти.

2.Metally като по-голяма от водород стандартен електрод потенциалната стойност може да се среща в природата в природна форма.

3.Metally с минимална стойност на електрода potentsialamogut измести метали с висока стойност на електрод потенциал на разтвори на техните соли.

4.Metally като потенциален електрод по-малко от потенциала на реакцията

при стандартни условия може да се разтваря във вода с отделяне на водород.

В рамките на електрохимична клетка единица клетка разбере химични източници на ток, предназначени за един електрически разряд. Клетката се състои от два електрода и електролит от различно естество. Максималната потенциалната разлика на електродите в отсъствието на електрически ток nazyvaetsyaelektrodvizhuschey сила (EMF) на клетката. EMF Тя може да се изчислява като разлика между равновесие потенциал на електродите.

За електрохимична клетка се състои от желязо и медни електроди едн ще бъде равен на:

Fe2 + + 2е = Fe Е о = -0,44

Си2 + + 2е = Cu Е о = + 0,34

едн = 0,34 - (-0.44) = 0,77V,

Зависимостта на потенциала на електрода от концентрацията дава уравнението Нернст.

Електролиза - множество електрохимични редокс реакции, възникващи, когато електрическият ток преминава през електролита, с електроди, потопени в нея.

В електролизата разтвор трябва да се вземе под внимание възможността за изхвърлянето на електродите на неутрални молекули на разтворител - вода:

За да протече реакцията на освобождаване електрод на метални йони или водни молекули, определени от стойността на потенциала на електрода. Ако стандартната потенциал електрод на реакциите на метал газоразрядни:

Me п + + NE = Me (5.1)

има положителна стойност, метала стандартни условия ще бъдат разпределени върху катода. Ако Е на реакция (5.1) е по-малко от потенциала на водата от реакцията (-0,83V) разреждане, само водород се освобождава в катода. В други случаи, двата процеса протичат паралелно.

Например в електролиза на разтвор CuSO4:

се разпределя на мед катод. В анода, разтвор кислород и киселина се натрупва.

Корозия е процес на спонтанно недостатъчност на метали под влиянието на външната среда. Корозия - редокс реакция придружава от преходен метал в йонната състояние.

Унищожаването на метал в контакт с електролита с повишаването на сегашната система се нарича електрически галваничната корозия.

В атмосферни условия, електролита играе роля на филм вода върху металната повърхност, в която се разтваря проводими примеси. Електродите са метал себе си и примеси, съдържащи се в него. В такива галванична клетка примеси, имащ по-голяма стойност на потенциала на електрод на катода да играе роля, и металът е анода. В катода, обикновено водород се освобождава от молекули или йони на средата, и се разтваря анодните, т.е. корозират. Например, когато е в контакт с мед желязо в солна киселина образува галваничен елемент:

Fe | Fe 2+. HCI, Си2 + | Cu +

На анода Fe -2Е = Fe 2+,

В катода (Cu) 2Н + + 2е = H2

Цялата реакция Fe + 2Н + = H2 + Fe2 +,

Ако реакцията се извършва при атмосферни условия във вода, процесът се усложнява от друг процес, свързан с разтворения кислород в електролита, който катод може да участва в реакцията, посочена като кислород деполяризира катод:

В този случай, железни йони съчетават с йоните са преминали в разтвор ОН - и се окисляват от атмосферен кислород,

Последното е частично разцепва вода

Полученият материал е приблизително съответства на състава на кафява ръжда.

По естеството на защитния ефект срещу галваничната корозия разграничи анодна и катодна покритие. За провеждане на тези анодни покрития, в която металът на покритието е по-отрицателен потенциал от защитен (поцинкована стомана). Чрез покриване на катода включва метал с висока стойност на потенциала електрод (калай покритие, калай покритие т.е. желязо). Докато слой, покриващ основния метал напълно го изолира от околната среда, основната разлика между тези видове покритие не. Ако нарушите целостта на покритието са напълно различни условия. Cathode покритие престава да защитава и укрепва своето присъствие на корозия. се Анодиране ще претърпи разграждане, докато продължава да се защити основния метал.

За защита срещу корозия метали често са химически или електрохимически оформен върху повърхността на защитната оксид филм. За алуминий използващ електрохимична метод: анодиране. За желязо, се използва, например, кипяща в разтвор на соли, фосфорна киселина или азотна киселина.

1. Какъв е потенциалът на електрода от стандартния потенциал електрод, едн Както потенциала на електрода зависи от концентрацията, температурата?
2. Какво е галваничен елемент?
3. Какво е електролиза?
4. Какви видове електроди за електролиза, нали знаете. Дайте примери.
5. Какво е корозия? Какви видове корозия, знаеш ли?
6. Какви са начините за предпазване от корозия, знаеш ли? Дайте примери.