Классы
Предметы
Классы
Предметы

Общие способы получения металлов. Коррозия

Классы
Предметы

Общие способы получения металлов. Коррозия

Чтобы задать вопрос учителю, оплатите абонемент

У вас уже есть абонемент?

Подробнее об абонементе, платных и бесплатных уроках
Оплатить абонемент от 150 руб. в месяц перейти
У вас уже есть абонемент? Войти
Пользователь Ученик
Явкин Андрей Игоревич

Наткнулся на такой вопрос: ". В случае электрохимической коррозии находящихся в контакте металлов железа и меди в кислой среде: 1) на аноде идёт растворение железа; 2) на аноде идёт растворение меди; 3) на аноде идёт восстановление кислорода до гидроксид-ионов; 4) на аноде идёт восстановление катионов водорода до молекулярного водорода." А как именно среда влияет на процесс коррозии?

Пользователь Ученик
Явкин Андрей Игоревич

А также почему наличие сильных электролитов в растворе ускоряют процесс коррозии, что именно происходит на молекулярном уровне?

Пользователь
Ответ учителя: Гусарова Светлана

Добрый день! Электрохимической коррозией называют процесс разрушения металла, который сопровождается электрохимическими процессами. Как правило, электрохимическая коррозия протекает в присутствии воды и кислорода, либо в растворах электролитов. В таких растворах на поверхности металла возникают процессы переноса электронов от металла к окислителю, которым является либо кислород, либо кислота, содержащаяся в растворе. При этом электродами являются сам металл (например, железо) и содержащиеся в нем примеси (обычно менее активные металлы, например, олово). В таком загрязнённом металле идёт перенос электронов от железа к олову, при этом железо (анод) растворяется, т.е. подвергается коррозии: Fe –2e = Fe 2+ На поверхности олова (катод) идёт процесс восстановления водорода из воды или растворённого кислорода: 2H+ + 2e → H2 O2 + 2H2O + 4e → 4OH– Например, при контакте железа с оловом в растворе соляной кислоты происходят процессы: Анод: Fe –2e → Fe 2+ Катод: 2H+ + 2e → H2 Суммарная реакция: Fe + 2H+ → H2 + Fe2+

Пользователь
Ответ учителя: Гусарова Светлана

Процессы окисления на аноде и восстановления на катоде взаимосвязаны. При ускорении или торможении катодного процесса будет также повышаться или снижаться и скорость коррозии. Так, при наличии сильного электролита в растворе одновременно протекает два электродных процесса: Анодный - ионы металла переходят в раствор Fe → Fe2+ + 2e Происходит реакция окисления. Катодный - избыточные электроны ассимилируются (переход положительно заряженных ионов металла в раствор) молекулами или атомами электролита, которые при этом восстанавливаются. На катоде проходит реакция восстановления. O2 + 2H2O + 4e → 4OH- (кислородная деполяризация в нейтральных, щелочных средах) O2 + 4H+ + 4e → 2H2O (кислородная деполяризация в кислых средах) При соприкосновении двух электропроводящих фаз, когда одна из них заряжена положительно, а другая отрицательно, между ними возникает разность потенциала. За счет этой разности и увеличивается скорость коррозии.

Пользователь Ученик
Явкин Андрей Игоревич

1. Почему в чистой воде железо корродирует медленно, а в воде с примесями солей(сильных электролитов) корродирует быстрее. Как наличие электролитов в растворе влияет на корродирование (что происходит на молекулярном уровне). Почему если положить один гвоздь в раствор соли NaCl, то он будет ржаветь быстрее чем просто в воде. Где гвоздь должен корродировать быстрее в дистиллированной или проточной воде, почему(вроде бы из-за солей можно сказать что в проточной воде быстрее, но я смотрел видео, где провели данный опыт и в дистиллированной воде очень интенсивно и не было понятно где быстрее). 2. Я недавно читал в учебнике Рудзитиса, что если положить Zn в H2so4, то по началу очень интенсивно выделяется водород, а после интенсивность падает, но если поднести к пластинке цинка медную проволоку и соприкоснуться с ней, то реакция цинка вновь ускоряется. Почему сначала замедляется а потом ускоряется, от чего идёт замедление(с ускорением мне всё ясно)? в учебники объяснили это тем, что "В кристаллической решётке цинка накапливается избыток электронов. По мере их накопления дальнейший переход ионов цинка в раствор затрудняется, так как они все сильнее удерживаются избытком электронов в кристаллической решётке. Процесс взаимодействия цинка с серной кислотой замедляется. " Но у меня появился один вопрос, а откуда там появляется избыток электронов и почему он там скопился, это же неестественно? 3. Вопрос не по теме, но очень меня интересующий. Как определить что легче отдаст электроны Liили H? на что ориентироваться при ответе на вопрос? В случае если мы берём Li и Na, то тут однозначно Na, но в первом примере совсем не ясно. 4. И как правильно сказать металл корродирует или коррозирует(мой авто исправитель не принимает слово корродировать :) ) Спасибо, за то что вы отвечаете на многие вопросы. Вы этим очень помогаете людям.

Пользователь
Ответ учителя: Гусарова Светлана

Здравствуйте! Благодарим за Ваш проявленный интерес к химии! В чистой воде коррозия идет медленно, т.к вода является слабым электролитом. Присутствие электролита значительно увеличивает скорость коррозии. При соприкосновении железа с другими металлами, более активный металл выступает в роли анода и окисляется (разрушаться), менее активный металл является катодом, и на нем происходит восстановление (ионизации) кислорода. Коррозия железа лучше всего проходит в воде, насыщенной кислородом , т. к. в этом случае проходит процесс окисления металлического железа до гидрата оксида трехвалентного железа. Без кислорода этот процесс не идет. Присутствие СО2 понижает растворимость кислорода в воде и тем самым замедляет коррозию металла. Дистиллированная и жесткая вода кислорода не содержит, поэтому коррозия не проходит. Что касается второго вопроса, то выделение водорода прекращается, так как образовавшийся атомарный водород покрывает поверхность цинка. Но как только к цинку прикоснуться медной проволокой начинается бурное выделение водорода на медной проволоке, окисляется более активный металл (цинк). Цинк является анодом. Медь служит катодом, на поверхности которого и происходит бурное выделение водорода. Чтобы ответить на третий вопрос, необходимо посмотреть на ряд электроотрицательности элементов. Элемент, обладающий наименьшим значением электроотрицательности легче отдает электроны, и наоборот. Относительно четвертого вопроса, слово "коррозия" и глагол "корродировать" происходит от латинского слова "corrodere", которое означает разрушение. В технической терминологии оно используется для описания разрушения материалов. Лучше использовать термин "коррозия" металла.

Пользователь Ученик
Пользователь 624491

ptro5-5;=6

Классы
Предметы

Общие способы получения металлов. Коррозия

Чтобы задать вопрос учителю, оплатите абонемент

У вас уже есть абонемент?

Подробнее об абонементе, платных и бесплатных уроках
Оплатить абонемент от 150 руб. в месяц перейти
У вас уже есть абонемент? Войти
Пользователь Ученик
Явкин Андрей Игоревич

Наткнулся на такой вопрос: ". В случае электрохимической коррозии находящихся в контакте металлов железа и меди в кислой среде: 1) на аноде идёт растворение железа; 2) на аноде идёт растворение меди; 3) на аноде идёт восстановление кислорода до гидроксид-ионов; 4) на аноде идёт восстановление катионов водорода до молекулярного водорода." А как именно среда влияет на процесс коррозии?

Пользователь Ученик
Явкин Андрей Игоревич

А также почему наличие сильных электролитов в растворе ускоряют процесс коррозии, что именно происходит на молекулярном уровне?

Пользователь
Ответ учителя: Гусарова Светлана

Добрый день! Электрохимической коррозией называют процесс разрушения металла, который сопровождается электрохимическими процессами. Как правило, электрохимическая коррозия протекает в присутствии воды и кислорода, либо в растворах электролитов. В таких растворах на поверхности металла возникают процессы переноса электронов от металла к окислителю, которым является либо кислород, либо кислота, содержащаяся в растворе. При этом электродами являются сам металл (например, железо) и содержащиеся в нем примеси (обычно менее активные металлы, например, олово). В таком загрязнённом металле идёт перенос электронов от железа к олову, при этом железо (анод) растворяется, т.е. подвергается коррозии: Fe –2e = Fe 2+ На поверхности олова (катод) идёт процесс восстановления водорода из воды или растворённого кислорода: 2H+ + 2e → H2 O2 + 2H2O + 4e → 4OH– Например, при контакте железа с оловом в растворе соляной кислоты происходят процессы: Анод: Fe –2e → Fe 2+ Катод: 2H+ + 2e → H2 Суммарная реакция: Fe + 2H+ → H2 + Fe2+

Пользователь
Ответ учителя: Гусарова Светлана

Процессы окисления на аноде и восстановления на катоде взаимосвязаны. При ускорении или торможении катодного процесса будет также повышаться или снижаться и скорость коррозии. Так, при наличии сильного электролита в растворе одновременно протекает два электродных процесса: Анодный - ионы металла переходят в раствор Fe → Fe2+ + 2e Происходит реакция окисления. Катодный - избыточные электроны ассимилируются (переход положительно заряженных ионов металла в раствор) молекулами или атомами электролита, которые при этом восстанавливаются. На катоде проходит реакция восстановления. O2 + 2H2O + 4e → 4OH- (кислородная деполяризация в нейтральных, щелочных средах) O2 + 4H+ + 4e → 2H2O (кислородная деполяризация в кислых средах) При соприкосновении двух электропроводящих фаз, когда одна из них заряжена положительно, а другая отрицательно, между ними возникает разность потенциала. За счет этой разности и увеличивается скорость коррозии.

Пользователь Ученик
Явкин Андрей Игоревич

1. Почему в чистой воде железо корродирует медленно, а в воде с примесями солей(сильных электролитов) корродирует быстрее. Как наличие электролитов в растворе влияет на корродирование (что происходит на молекулярном уровне). Почему если положить один гвоздь в раствор соли NaCl, то он будет ржаветь быстрее чем просто в воде. Где гвоздь должен корродировать быстрее в дистиллированной или проточной воде, почему(вроде бы из-за солей можно сказать что в проточной воде быстрее, но я смотрел видео, где провели данный опыт и в дистиллированной воде очень интенсивно и не было понятно где быстрее). 2. Я недавно читал в учебнике Рудзитиса, что если положить Zn в H2so4, то по началу очень интенсивно выделяется водород, а после интенсивность падает, но если поднести к пластинке цинка медную проволоку и соприкоснуться с ней, то реакция цинка вновь ускоряется. Почему сначала замедляется а потом ускоряется, от чего идёт замедление(с ускорением мне всё ясно)? в учебники объяснили это тем, что "В кристаллической решётке цинка накапливается избыток электронов. По мере их накопления дальнейший переход ионов цинка в раствор затрудняется, так как они все сильнее удерживаются избытком электронов в кристаллической решётке. Процесс взаимодействия цинка с серной кислотой замедляется. " Но у меня появился один вопрос, а откуда там появляется избыток электронов и почему он там скопился, это же неестественно? 3. Вопрос не по теме, но очень меня интересующий. Как определить что легче отдаст электроны Liили H? на что ориентироваться при ответе на вопрос? В случае если мы берём Li и Na, то тут однозначно Na, но в первом примере совсем не ясно. 4. И как правильно сказать металл корродирует или коррозирует(мой авто исправитель не принимает слово корродировать :) ) Спасибо, за то что вы отвечаете на многие вопросы. Вы этим очень помогаете людям.

Пользователь
Ответ учителя: Гусарова Светлана

Здравствуйте! Благодарим за Ваш проявленный интерес к химии! В чистой воде коррозия идет медленно, т.к вода является слабым электролитом. Присутствие электролита значительно увеличивает скорость коррозии. При соприкосновении железа с другими металлами, более активный металл выступает в роли анода и окисляется (разрушаться), менее активный металл является катодом, и на нем происходит восстановление (ионизации) кислорода. Коррозия железа лучше всего проходит в воде, насыщенной кислородом , т. к. в этом случае проходит процесс окисления металлического железа до гидрата оксида трехвалентного железа. Без кислорода этот процесс не идет. Присутствие СО2 понижает растворимость кислорода в воде и тем самым замедляет коррозию металла. Дистиллированная и жесткая вода кислорода не содержит, поэтому коррозия не проходит. Что касается второго вопроса, то выделение водорода прекращается, так как образовавшийся атомарный водород покрывает поверхность цинка. Но как только к цинку прикоснуться медной проволокой начинается бурное выделение водорода на медной проволоке, окисляется более активный металл (цинк). Цинк является анодом. Медь служит катодом, на поверхности которого и происходит бурное выделение водорода. Чтобы ответить на третий вопрос, необходимо посмотреть на ряд электроотрицательности элементов. Элемент, обладающий наименьшим значением электроотрицательности легче отдает электроны, и наоборот. Относительно четвертого вопроса, слово "коррозия" и глагол "корродировать" происходит от латинского слова "corrodere", которое означает разрушение. В технической терминологии оно используется для описания разрушения материалов. Лучше использовать термин "коррозия" металла.

Пользователь Ученик
Пользователь 624491

ptro5-5;=6