Анодный и катодный процессы при атмосферной коррозии

Как правильно решать задачи на атмосферную коррозию

Задание 281. 

Как происходит атмосферная коррозия луженого и оцинкованного железа при нарушении покрытия? Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов.

Решение:

а) Олово имеет менее отрицательный стандартный электродный потенциал (-0,14 В), чем железо (-0,44 В), поэтому оно является катодом, железо – анодом. При контакте олова и железа в атмосфере разрушаться будет  железо:

Анодный процесс: Fe⁰ — 2    = Fe²⁺
Катодный процесс в нейтральной среде: 1/2O₂ + H₂O + 2    = 2OH^—

 Так как ионы Fe²⁺ с гидроксид-ионами ОН- образуют нерастворимый гидроксид, то продуктом коррозии будет Fe(OH)₂.

б) Цинк имеет более отрицательный стандартный электродный потенциал (-0,763 В), чем железо (-0,44 В), поэтому он является анодом, железо – катодом.

Анодный процесс: Zn0 — 2    = Zn²⁺
Катодный процесс в нейтральной среде: 1/2O₂ + H₂O + 2    = 2OH^—

 Так как ионы Zn²⁺ с гидроксид-ионами ОН^– образуют нерастворимый гидроксид, то продуктом коррозии будет Zn(OH)₂.

Задание 282.
Медь не вытесняет водород из разбавленных кислот. Почему? Однако, если к медной пластинке, опущенной в кислоту, прикоснуться цинковой, то на меди начинается бурное выделение водорода. Дайте этому объяснение, составив электронные уравнения анодного и катодного процессов. Напишите уравнение протекающей химической реакции.
Решение:
Стандартный электродный потенциал для полуреакции Cu⁰ — 2  = Cu²⁺ равен +0,34 В, поэтому медь не реагирует с хлороводородной и разбавленной серной кислотами в отсутствии кислорода воздуха с выделением водорода. В ряду напряжений металлов медь стоит после водорода, поэтому она не вытесняет водород из растворов кислот и воды. Однако, если к медной пластинке, опущенной в кислоту, прикоснуться цинковой, то на меди начинается бурное выделение водорода. Объясняется это тем, что стандартный электродный потенциал для цинка (0,763 В) значительно электроотрицательнее, чем для меди (0,34 В), поэтому образуется гальваническая пара, в которой цинк является анодом, а медь – катодом. Происходят следующие электрохимические процессы:

Анодный процесс: Zn⁰ — 2  = Zn²⁺
Катодный процесс: 2Н⁺ + 2   = Н₂0↑

Ионно-молекулярная форма процесса:

Zn⁰ + 2H⁺ = Zn²⁺ + Н₂0↑

Таким образом, при опускании в раствор разбавленной кислоты медной пластинки, контактирующей с цинковой пластинкой, наблюдается выделение пузырьков газообразного водорода, так как протекает реакция:

Zn⁰ + 2H⁺ = Zn²⁺ + Н₂0↑

Задание 283.
Как происходит атмосферная коррозия луженого железа и луженой меди при нарушении покрытия? Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов.
Решение:
а) Коррозия лужёного железа в атмосферных условиях. Стандартный электродный потенциал системы: Sn⁰ — 2   = Sn²⁺ (0,14 В) значительно больше, чем стандартный электродный потенциал (0,44 В), отвечающий системе: Fe⁰ — 2   = Fe²⁺. Поэтому анодом будет являться железо, а катодом – олово. При контакте олова и железа в атмосфере разрушаться будет  железо:

Анодный процесс: Fe⁰ — 2   = Fe²⁺
Катодный процесс в нейтральной среде: 1/2O₂ + H₂O + 2   = 2OH^—

Так как ионы Fe²⁺ с гидроксид-ионами ОН- образуют нерастворимый гидроксид, то продуктом коррозии будет Fe(OH)₂.

б) Коррозия лужёной меди в атмосферных условиях. Олово имеет более отрицательный стандартный электродный потенциал (-0,14 В), чем медь (+0,34 В), поэтому оно является анодом, мед – катодом. При контакте олова и меди в атмосфере разрушаться будет  олово:

Анодный процесс: Sn⁰ — 2   = Sn²⁺
Катодный процесс в нейтральной среде: 1/2O₂ + H₂O + 2   = 2OH^—

Так как ионы Sn²⁺ с гидроксид-ионами ОН- образуют нерастворимый гидроксид, то продуктом коррозии будет Sn(OH)₂.