Какой металл будет растворяться при работе следующих коррозионных элементов? составьте уравнения процессов на катодном и анодном участках и определите тип деполяризации. на сколько уменьшится масса корродирующего металла при силе тока 7,5 ма за 20 минут? коррозионная гальванопара - fe, h₂so₄, zn ответ - δm=3,02 мг
Первым шагом, нужно определить, какой металл будет растворяться при данной коррозионной реакции. Для этого надо посмотреть на ряды напряжений в металлах. В данном случае, у нас есть гальванопара с металлами Fe (железо) и Zn (цинк). Сравнивая ряды напряжений, мы видим, что цинк располагается выше железа в ряду напряжений. Согласно правилу, металл, который располагается выше в ряду напряжений, будет растворяться при данной коррозионной реакции. Таким образом, цинк будет растворяться.
Далее нужно составить уравнения процессов на катодном и анодном участках. Катодный процесс - это процесс, который происходит на полюсе с положительным зарядом, а анодный процесс - на полюсе с отрицательным зарядом. В данной гальванопаре цинк - анод, а железо - катод.
Уравнение процесса на аноде (цинк):
Zn -> Zn2+ + 2e-
Уравнение процесса на катоде (железо):
Fe2+ + 2e- -> Fe
После этого, нужно определить тип деполяризации. Тип деполяризации зависит от условий проведения процесса и механизма протекания реакции. В данном случае, так как мы не знаем подробностей, предположим, что деполяризация происходит по концентрационному механизму.
И наконец, мы должны определить, на сколько уменьшится масса корродирующего металла (цинка) при заданной силе тока и времени. Для этого воспользуемся законом Фарадея, который гласит: масса вещества, выделяемого или растворяющегося на электроде, пропорциональна количеству электричества, проходящего через электрод.
Формула для расчета массы металла:
Δm = (It) / (nF)
Где:
Δm - изменение массы металла (в нашем случае, цинка)
I - сила тока (7,5 мА или 7,5 * 10^-3 А)
t - время в секундах (20 минут * 60 секунд = 1200 секунд)
n - количество электронов, участвующих в реакции (в данной реакции 2 электрона)
F - постоянная Фарадея (96500 Кл/моль)
Подставляя значения в формулу, получаем:
Δm = ((7,5 * 10^-3 А) * (1200 сек)) / ((2 электрона) * (96500 Кл/моль))
Вычисляя это выражение, получим: Δm = 3,02 мг (миллиграмма). Получаемый результат означает, что масса цинка уменьшится на 3,02 миллиграмма.
Итак, чтобы ответ был понятен школьнику:
1. Цинк будет растворяться при данной коррозионной реакции.
2. Уравнение процесса на аноде: Zn -> Zn2+ + 2e-
3. Уравнение процесса на катоде: Fe2+ + 2e- -> Fe
4. Тип деполяризации предположительно концентрационный.
5. Масса цинка уменьшится на 3,02 миллиграмма при заданной силе тока 7,5 мА и времени 20 минут.