Металл М образует устойчивые галогениды лишь в одной степени окисления. В хлориде массовая доля металла равна 75,3 %, а в иодиде – 46,0 %. Определите металл. В ответ запишите химический символ металла и массовую долю металла (в %) в его бромиде.
Для решения данной задачи, нужно знать такие сведения:
1. Площадь поверхности образца: 1 дм^2.
2. Потеря веса образца за 10 суток: 0.1 г.
3. Концентрация раствора: 1 М Н2SO4.
Сначала рассчитаем скорость коррозии стали в г/дм^3ч.
Для этого воспользуемся формулой:
Скорость коррозии (в г/дм^3ч) = (m / V) * (1 / t),
где
m - масса, потерянная образцом (в г),
V - объем раствора, взятый для испытания (в дм^3),
t - время испытания (в часах).
Нам известно, что масса потеряна за 10 суток и нужно перевести время из суток в часы. 1 сутки = 24 часа, поэтому:
t = 10 * 24 = 240 часов.
Для решения задачи остается найти объем раствора, взятый для испытания.
Для этого обратимся к формуле:
Объем раствора (в дм^3) = Концентрация * Разведение * V_нак,
где
Концентрация - концентрация раствора (в М),
Разведение - количество раз, на которое разведен раствор,
V_нак - объем накаливания, раствора (в дм^3).
В нашем случае изначальный объем раствора равен объему накаливания, поэтому V_нак = 1 дм^3.
Теперь, когда мы знаем все необходимые величины, можем рассчитать скорость коррозии:
Скорость коррозии (в г/дм^3ч) = (0.1 г / (1 М * 1 * 1 дм^3)) * (1 / 240) = 0.0004167 г/дм^3ч.
Теперь рассчитаем скорость коррозии стали в А/см^2.
Для этого воспользуемся формулой:
Скорость коррозии (в А/см^2) = (m / A) * (1 / t),
где
m - масса, потерянная образцом (в г),
A - площадь поверхности образца (в см^2).
Масса потеряна за 10 суток, поэтому время испытания надо перевести из суток в секунды. 1 сутки = 24 * 60 * 60 секунд, поэтому:
t = 10 * 24 * 60 * 60 = 864000 секунд.
Теперь мы можем рассчитать скорость коррозии в А/см^2:
Скорость коррозии (в А/см^2) = (0.1 г / (1 дм^2 * 0.01 м^2/см^2)) * (1 / 864000 секунд) = 1.157e-8 А/см^2.
Наконец, нужно написать уравнения коррозионных процессов.
Коррозия стали в 1 М H2SO4 происходит в две стадии: реакция образования ионов Fe2+ и диссоциация воды.
Реакция образования ионов Fe2+:
Fe(s) → Fe2+(aq) + 2e^-
Для определения, какие металлы будут растворяться в концентрированном растворе щелочи, необходимо взглянуть на их потенциалы окисления. Металлы, у которых потенциал окисления выше потенциала водорода, могут растворяться в щелочном растворе, образуя ионы металла и газ водород.
Потенциалы окисления некоторых металлов:
Ag: +0.799 В
Sn: +0.15 В
Потенциал окисления водорода составляет 0 В.
Исходя из потенциалов окисления, можно сделать вывод:
Ag имеет более высокий потенциал окисления, чем водород, а значит, он будет растворяться в щелочи:
2Ag + 2OH- -> 2AgOH + H2↑
Sn имеет потенциал окисления ниже потенциала водорода, поэтому он не будет растворяться в щелочном растворе:
В итоге, только Ag будет растворяться в концентрированном растворе щелочи.
Результат:
Ag будет растворяться в щелочи, образуя аммиачное соединение (AgOH), и выделяя газ водород (H2). Sn не будет растворяться в щелочной среде.
1. Площадь поверхности образца: 1 дм^2.
2. Потеря веса образца за 10 суток: 0.1 г.
3. Концентрация раствора: 1 М Н2SO4.
Сначала рассчитаем скорость коррозии стали в г/дм^3ч.
Для этого воспользуемся формулой:
Скорость коррозии (в г/дм^3ч) = (m / V) * (1 / t),
где
m - масса, потерянная образцом (в г),
V - объем раствора, взятый для испытания (в дм^3),
t - время испытания (в часах).
Нам известно, что масса потеряна за 10 суток и нужно перевести время из суток в часы. 1 сутки = 24 часа, поэтому:
t = 10 * 24 = 240 часов.
Для решения задачи остается найти объем раствора, взятый для испытания.
Для этого обратимся к формуле:
Объем раствора (в дм^3) = Концентрация * Разведение * V_нак,
где
Концентрация - концентрация раствора (в М),
Разведение - количество раз, на которое разведен раствор,
V_нак - объем накаливания, раствора (в дм^3).
В нашем случае изначальный объем раствора равен объему накаливания, поэтому V_нак = 1 дм^3.
Теперь, когда мы знаем все необходимые величины, можем рассчитать скорость коррозии:
Скорость коррозии (в г/дм^3ч) = (0.1 г / (1 М * 1 * 1 дм^3)) * (1 / 240) = 0.0004167 г/дм^3ч.
Теперь рассчитаем скорость коррозии стали в А/см^2.
Для этого воспользуемся формулой:
Скорость коррозии (в А/см^2) = (m / A) * (1 / t),
где
m - масса, потерянная образцом (в г),
A - площадь поверхности образца (в см^2).
Масса потеряна за 10 суток, поэтому время испытания надо перевести из суток в секунды. 1 сутки = 24 * 60 * 60 секунд, поэтому:
t = 10 * 24 * 60 * 60 = 864000 секунд.
Теперь мы можем рассчитать скорость коррозии в А/см^2:
Скорость коррозии (в А/см^2) = (0.1 г / (1 дм^2 * 0.01 м^2/см^2)) * (1 / 864000 секунд) = 1.157e-8 А/см^2.
Наконец, нужно написать уравнения коррозионных процессов.
Коррозия стали в 1 М H2SO4 происходит в две стадии: реакция образования ионов Fe2+ и диссоциация воды.
Реакция образования ионов Fe2+:
Fe(s) → Fe2+(aq) + 2e^-
Диссоциация воды:
2H2O(l) → 2H+(aq) + O2-(aq) + 4e^-
Общее уравнение коррозии стали:
Fe(s) + 2H2O(l) → Fe2+(aq) + 4H+(aq) + O2-(aq)
Надеюсь, что этот ответ был подробным и обстоятельным. Если у вас возникнут еще вопросы, не стесняйтесь задавать их!