А) Олово является анодом ГЭ

В качестве катода можно выбрать любой металл с > .

Выбираем медь = + 0,34 В. В паре Sn–Cu олово будет являться анодом ГЭ, медь – катодом. Составляем схему ГЭ:

А(-) Sn │ Sn²⁺ ││ Cu²⁺ │ Cu(+)K

Или

А(-) Sn │ SnSO₄ ││ CuSO₄ │ Cu(+)K.

Уравнения электродных процессов:

НОК ДМ

На A(-) Sn – 2ē = Sn²⁺ 1 – окисление

На К(+) Cu²⁺ + 2ē = Cu 1 – восстановление

Sn + Cu²⁺ = Sn²⁺ + Cu – суммарное ионно-молекулярное уравнение токообразующей реакции;

Sn + CuSO₄ = SnSO₄ + Cu – суммарное молекулярное уравнение токообразующей реакции.

Рассчитываем стандартное напряжение ГЭ:

= – = +0,34 – (–0,14) = 0,48 В.

Б) Олово является катодом ГЭ.

В качестве анода ГЭ можно выбрать любой металл с < , кроме щелочных и щелочноземельных металлов, так как они реагируют с водой.

Выбираем магний = –2,37 В.

В паре Mg–Sn магний является анодом, олово – катодом.

Составляем схему ГЭ:

А(-) Mg │ Mg²⁺ ││ Sn²⁺ │ Sn(+)K

Или

А(-) Mg │ MgSO₄ ││ SnSO₄ │ Sn(+)K.

3. Составить схему коррозионного гальванического элемента, возникающего при контакте железа с цинком:

а) в атмосферных условиях (Н₂О + О₂);

б) кислой среде (Н₂SO₄);

в) кислой среде в присутствии кислорода (HCl + O₂).

Написать уравнения электродных процессов и суммарной реакции процесса коррозии.

Решение

По табл. 11.1 находим значение стандартных электродных потенциалов железа (II) и цинка:

= – 0,44В, = – 0,76В.

Так как < , то анодом коррозионного гальванического элемента будет являться цинк, катодом – железо.

а) Коррозия в атмосферных условиях (H₂O + O₂).

Составляем схему коррозионного ГЭ:

А(-)Zn H₂O + O₂ Fe(+)K

Составляем уравнения электродных процессов и суммарной реакции процесса коррозии:

НОК ДМ

На A(-) Zn – 2ē = Zn²⁺ 2

На К(+) 2H₂O + O₂ + 4ē = 4OH^- 1

2Zn + 2H₂O + O₂ = 2Zn(OH)₂ – суммарное молекулярное уравнение процесса коррозии.

б) Коррозия в кислой среде (H₂SO₄).

Составляем схему коррозионного ГЭ:

А(-)Zn │ H₂SO₄ │ Fe(+)K

Или

А(-)Zn │ H⁺ │ Fe(+)K

Составляем уравнения электродных процессов и суммарной реакции процесса коррозии:

НОК ДМ

На A(-) Zn – 2ē = Zn²⁺ 1

На К(+) 2H⁺ + 2ē = H₂ 1

Zn + 2H⁺ = Zn²⁺ + H₂ – суммарное ионно-молекулярное уравнение процесса коррозии.

Zn + H₂SO₄ = ZnSO₄ + H₂ – суммарное молекулярное уравнение процесса коррозии.

в) Коррозия в кислой среде в присутствии кислорода (HCl + O₂).

Составляем схему коррозионного ГЭ:

А(-)Zn │ HCl + O₂ │ Fe(+)K

Или

А(-)Zn │ H⁺ + O₂ │ Fe(+)K

Составляем уравнения электродных процессов и суммарной реакции процесса коррозии:

НОК ДМ

На A(-) Zn – 2ē = Zn²⁺ 2

На К(+) 4H⁺ + O₂ + 4ē = 2H₂O 1

2Zn + 4H⁺ + O₂ = 2Zn²⁺ + 2H₂O – суммарное ионно-молекулярное уравнение процесса коррозии.

2Zn + 4HCl + O₂ = 2ZnCl₂ + 2H₂O – суммарное молекулярное уравнение процесса коррозии.

Во всех случаях коррозионному разрушению будет подвергаться более активный металл – цинк.

ЭЛЕКТРОЛИЗ РАСТВОРОВ

УРОВЕНЬ В

1. Составить схемы электролиза и написать уравнения электродных процессов водных растворов солей (анод инертный): а) хлорида меди (II); б) гидроксида натрия.

Какие продукты выделяются на катоде и аноде?

Дано: а) CuCl2, б) NaОН. Анод инертный	Решение а) CuCl2 = Cu2+ + 2Cl-. Схему электролиза составляем в соответствии с табл. 11.1 и 11.2: K(-) A(+) инертный Cu2+ + 2ē = Cu 2Cl- – 2ē = Cl2 H2O H2O
1. Схема электролиза – ? 2. Продукты электролиза – ?

На катоде выделяется Cu, на аноде – Cl₂.

б) NaОН = Na⁺ + ОН^-.

K(-) A(+) инертный

Na⁺ 4ОН – 4ē = О₂ + 2H₂О

2H₂O + 2ē = H₂ + 2OH^-

На катоде выделяется Н₂, на аноде – О₂.

2. Составить схемы электролиза и написать уравнения электродных процессов водного раствора сульфата никеля (II) , если: а) анод инертный; б) анод никелевый. Какие продукты выделяются на катоде и аноде?

Дано: NiSO4 а) анод инертный б) анод никелевый	Решение а) анод – инертный NiSO4 = Ni2+ + . Схему электролиза составляем в соответствии с табл. 11.1. и 11.2:
1. Схема электролиза – ? 2. Продукты электролиза – ?

K(-) A(+) инертный

Ni²⁺ + 2ē = Ni

2H₂O + 2ē = H₂ + 2OH^- 2H₂O – 4ē = О₂ + 4H⁺.

На катоде выделяется Ni и H₂ , на аноде выделяется О₂.

б) анод – никелевый:

NiSO₄ = Ni²⁺ +

K(-) A(+) (Ni)

Ni²⁺ + 2ē = Ni , Н₂О

2H₂O + 2ē = H₂ + 2OH^- Ni – 2ē = Ni²⁺.

На катоде выделяется Ni и H₂, на аноде растворяется Ni.

При электролизе растворов а) нитрата кальция, б) нитрата серебра на аноде выделяется 560 мл газа (н.у.). Составить схему электролиза и написать уравнения электродных процессов. Определить, какое вещество и в каком количестве выделилось на катоде. Анод инертный.