Реакции в водных средах. Сувернева О.Л - 9 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СПбГАСУ | Санкт-Петербург

Составители: 

Рубрика: 

16 17
Массы и объемы образующихся продуктов определим на основании
объединенного закона Фарадея:
0
э
э
ЭF
V
VmtI
n
m
==
⋅
=
, (39)
где n
э
– количество эквивалентов электричества, пропущенного через
раствор и равное количеству эквивалентов вещества, восстановивше-
гося на катоде или окислившегося на аноде в результате электролиза,
моль;
I – сила тока, A; t – время, с; F = 96
500 Кл/моль – постоянная
Фарадея;
m – масса вещества, окислившегося или восстановившегося
в процессе электролиза, г; Э
m
– эквивалентная масса вещества – участ-
ника реакции, г/моль;
V – объем выделившегося газа, л;
0
э
V
– эквивалентный объем это-
го газа при нормальных условиях (T = 273 К, p = 101,3 кПа).
Воспользуемся условием задачи и рассчитаем количество экви-
валентов электричества, пропущенного через раствор:
.мол0,34
Кл/моль50096
3600ч1,5A6
э
=
⋅⋅
=n
(40)
Определим массу и объем выделившегося водорода при условии,
что его эквивалентная масса составляет 1 г/моль-экв., а эквивалент-
ный объем 11,2 л/моль-экв.:
m(H
2
) = 0,34 мол × 1 г/моль = 0,34 г,
V(H
2
) = 0,34 мол × 11,2 л/моль = 3,8 л.
Определим массы выделившихся брома и гидроксида хрома (III)
при условии, что эквивалентные массы этих соединений равны соответ-
ственно Э
m
(Br
2
) = 80 г/моль; Э
m
(Cr(OH)
3
) = (17
⋅
3 + 52)/3 = 34,3 г/моль:
m(Br
2
) = 0,34 моль × 80 г/моль = 27,2 г,
m(Cr(OH)
3
) = 0,34 моль × 34,3 г/моль = 11,7 г.
Ответ: m(H
2
) = 0,34 г; V(H
2
) = 3,8 л; m(Br
2
) = 27,2 г; m(Cr(OH)
3
) =
= 11,7 г.
Задание № 11
Составьте электронные уравнения анодного и катодного процес-
сов при коррозии пары Cr
–
Cu в кислой среде и атмосфере.
Решение. Контактной коррозией металлов называется самопро-
извольное разрушение металла под воздействием атмосферного кис-
лорода или ионов водорода в кислой водной среде при условии кон-
такта этого металла с другим металлом, характеризующимся меньшей
электрохимической активностью, т. е. более положительным значени-
ем электродного потенциала.
Составим схему контакта двух металлов – хрома и меди – при ус-
ловии коррозии во влажной атмосфере (а) и в кислой водной среде (б):
Cu
Cr
Cr
+
+
-
-
O
2
Cu
Cr
Cr
+
+
-
-
H
+
а)
б)
а)
б)
–
–
–
–
Схема контактной коррозии меди и хрома
во влажной атмосфере (а) и в водной кислой среде (б)
Для сравнения электрохимической активности хрома и меди вы-
пишем значения электродных потенциалов этих металлов из табл. 2
приложения: ϕ
0
Cr
+3
/Cr
= –0,74 В; ϕ
0
Cu
+2
/Cu
= +0,34 В. Хром характеризует-
ся более отрицательным значением электродного потенциала по срав-
нению с медью и, следовательно, является более электрохимически ак-
тивным металлом. При контакте с медью хром поляризуется положи-
тельно (приобретает положительный заряд), а медь поляризуется
отрицательно (приобретает отрицательный заряд).
Во влажной атмосфере будет разрушаться хром, а на поверхнос-
ти меди будет происходить восстановление молекулярного кислорода
в соответствии с уравнениями реакций
322
22
30
)OH(Cr4OH6Cr43O
3OH4OH2e4O :ениевосстановл катодное
4Cre3Cr :окисление анодное
=++
×=++
×=−
−
+
(41)

Страницы