Понятие электрохимия. Понятие анода, катода. Ряд напряжения металлов. Нормальный водородный электрод. Уравнение Нернста. Гальванические элементы. ЭДС гальванического элемента. Элемент Якоби-Даниэля.

Электрохи́мия— раздел химической науки, в котором рассматриваются системы и межфазные границы при протекании через них электрического тока, исследуются процессы в проводниках, на электродах (из металлов или полупроводников, включая графит) и в ионных проводниках (электролитах). Электрохимия исследует процессы окисления и восстановления, протекающие на пространственно-разделённых электродах, перенос ионов и электронов.

Катод—электрод некоторого прибора, присоединённый к отрицательному полюсу источника тока.

Ано́д —электрод некоторого прибора, присоединённый к положительному полюсу источника питания. Электрический потенциал анода положителен по отношению к потенциалу катода.

Электрохимический ряд активности(ряд напряжений, ряд стандартных электродных потенциалов) металлов — последовательность, в которой металлы расположены в порядке увеличения их стандартных электрохимических потенциалов φ⁰, отвечающих полуреакции восстановления катиона металла Meⁿ⁺: Meⁿ⁺ + nē → Me

Li→Rb→K→Ba→Sr→Ca→Na→Mg→Al→Mn→Zn→Cr→Fe→Cd→Co→Ni→Sn→Pb→H→Sb→Bi→Cu→Hg→Ag→Pd→Pt→Au

Ряд напряжений характеризует сравнительную активность металлов в окислительно-восстановительных реакциях в водных растворах.

Стандартный водоро́дный электро́д —электрод, использующийся в качестве электрода сравнения при различных электрохимических измерениях и в гальванических элементах Водородный электрод (ВЭ) представляет собой пластинку или проволоку из металла, хорошо поглощающего газообразный водород насыщенную водородом и погруженную в водный раствор, содержащий ионы водорода.

Уравнение Нернста — уравнение, связывающее окислительно-восстановительный потенциал системы с активностями веществ, входящих в электрохимическое уравнение, и стандартными электродными потенциалами окислительно-восстановительных пар.

Гальвани́ческий элеме́нт —химический источник электрического тока, основанный на взаимодействии двух металлов и (или) их оксидов в электролите, приводящем к возникновению в замкнутой цепи электрического тока

Электродвижущая сила (ЭДС)— скалярная физическая величина, характеризующая работу сторонних (непотенциальных) сил в источниках постоянного или переменного тока.расчет ЭДС как разность потенциалов электродов ΔE = E_катода - E_анода.

ДАНИЕЛЯ-ЯКОБИ ЭЛЕМЕНТмедно-цинковый гальванический элемент. Состоит из Си и Zn электродов, к-рые погружены в р-ры CuSO₄ и ZnSO₄ соотв., разделенные пористой перегородкой: Источником электрич. энергии служит своб. энергия хим. р-ции Zn + + CuSO₄->ZnSO₄ + Си. Эдс элемента складывается из разницы потенциалов электродов, а также диффузионного потенциала на границе

35. Коррозия металлов. Виды коррозии. Методы защиты от коррозии. Электролиз. Законы Фарадея. Области применения электролиза (получение металлов, гальванопластика).

Коррозия металлов -разрушение металлов вследствие физико-химического воздействия внешней среды, при котором металл переходит в окисленное (ионное) состояние и теряет присущие ему свойства.

Виды:- химическая - это вид коррозионного разрушения, связанный с взаимодействием металла и коррозионной среды, при котором одновременно окисляется металл и происходит восстановление коррозионной среды;

- электрохимическая -процесс взаимодействия металла с коррозионной средой, при котором восстановление окислительного компонента коррозионной среды протекает не одновременно с ионизацией атомов металла и от электродного потенциала металла зависят их скорости.

атмосферная коррозия - наиболее распространенный вид коррозии, связанный с разрушением металлов в атмосфере воздуха;

- газовая -коррозионное разрушение металла под воздействием газов при высоких температурах;

- жидкостная -вид коррозии металла в жидкой среде, который подразделяется на коррозию в электролитах и неэлектролитах;

- почвенная - коррозия металла в грунтах и почвах;

- биокоррозия -вид коррозии, связанный с разрушением под влиянием живых микроорганизмов;

- структурная -связанная с неоднородностью структуры металлов;

- коррозия блуждающими токами - вид электрохимического разрушения под воздействием блуждающих токов;

- внешним током - электрохимическое разрушение металла под влиянием тока от внешнего источника;

- контактная коррозия - возникает при контакте разнородных металлов (имеющих разные стационарные потенциалы в данном электролите);

- щелевая коррозия - явление повышения скорости коррозионного разрушения в зазорах и щелях в металле;

- коррозия под напряжением - разрушение металла при одновременном воздействии агрессивной среды и механических напряжений;

- кавитация - разрушение металла при одновременном воздействии ударного воздействия внешней среды и коррозионного процесса;

сплошная (общая коррозия) - охватывающая всю поверхность металла, которая находится под воздействием коррозионной среды;

- местная - распространяется лишь на некоторых участках поверхности металла.

Методы защиты

1. повышение химического сопротивления конструкционных материалов,
2. изоляция поверхности металла от агрессивной среды,
3. понижение агрессивности производственной среды,
4. снижение коррозии наложением внешнего тока (электрохимическая защита).

Электро́лиз — физико-химический процесс, состоящий в выделении на электродах составных частей растворённых веществ или других веществ, являющихся результатом вторичных реакций на электродах, который возникает при прохождении электрического тока через раствор либо расплав электролита.

Первый закон электролиза Фарадея: масса вещества, осаждённого на электроде при электролизе, прямо пропорциональна количеству электричества, переданного на этот электрод. Под количеством электричества имеется в виду электрический заряд, измеряемый, как правило, в кулонах.

Второй закон электролиза Фарадея: для данного количества электричества (электрического заряда) масса химического элемента, осаждённого на электроде, прямо пропорциональна эквивалентной массе элемента. Эквивалентной массой вещества является его молярная масса, делённая на целое число, зависящее от химической реакции, в которой участвует вещество.

Применение

Электрофорез – это использование явлений электролиза для ввода лекарств через кожу.

Гальваностегия – это покрытие одного металла тончайшим слоем другого металла (например, слоем хрома, серебра, золота, меди, никеля) с целью защиты от коррозии, от истирания, для придания красивого декоративного вида предметам.

Гальванопластика – это получение точных металлических копий с той или иной рельефной поверхности.