Хорошо! Давайте разберемся с этим вопросом. Формулы оснований состоят из ионов металла и гидроксида и обозначаются специальным образом.
1. KCI - это хлорид калия. В данном случае это не основание, а соль, так как не содержит гидроксидной группы OH-. Формула для хлорида калия - KCl.
2. NA2O - это оксид натрия. Также не является основанием, так как не содержит гидроксидной группы OH-. Формула для оксида натрия - Na2O.
3. CA(OH)2 - это гидроксид кальция. В данном случае у нас есть гидроксидная группа OH-, что указывает на то, что это основание. Формула для гидроксида кальция - Ca(OH)2.
4. P2O3 - это оксид фосфора. Опять же, не является основанием, так как не содержит гидроксидной группы OH-. Формула для оксида фосфора - P2O3.
5. HNO3 - это нитратная кислота. Не является основанием, так как это кислота, а не основание. Формула для нитратной кислоты - HNO3.
6. CU(OH)2 - это гидроксид меди. Содержит гидроксидную группу OH-, значит является основанием. Формула для гидроксида меди - Cu(OH)2.
7. AL2(SO4)2 - это сульфат алюминия. Не является основанием, так как не содержит гидроксидной группы OH-. Формула для сульфата алюминия - Al2(SO4)3.
8. NAOH - это гидроксид натрия. Содержит гидроксидную группу OH-, значит является основанием. Формула для гидроксида натрия - NaOH.
9. AL(OH)3 - это гидроксид алюминия. Содержит гидроксидную группу OH-, значит является основанием. Формула для гидроксида алюминия - Al(OH)3.
Итак, из перечисленных веществ, гидроксид кальция (Ca(OH)2), гидроксид меди (CU(OH)2), гидроксид натрия (NaOH) и гидроксид алюминия (Al(OH)3) являются основаниями.
а) Для определения потенциалов электродов гальванического элемента, мы можем использовать таблицу стандартных потенциалов. Для нашего случая, нам понадобятся таблицы стандартных потенциалов для электродов:
Ni2+ + 2e- → Ni: E° = -0,25 В
Cu2+ + 2e- → Cu: E° = 0,34 В
б) Анод и катод определяются на основе значений потенциалов электродов. Отрицательный потенциал относится к аноду, а положительный катоду.
В данном случае, Ni имеет отрицательный потенциал, поэтому он является анодом, а Cu с положительным потенциалом - катодом.
Процессы, протекающие на аноде и катоде:
На аноде (Ni): Ni → Ni2+ + 2e-
На катоде (Cu): Cu2+ + 2e- → Cu
в) Условная графическая запись гальванического элемента будет выглядеть следующим образом:
Ni(s) | Ni2+(0,0001M) || Cu2+(0,5M) | Cu(s)
- Здесь, символ "s" означает твердый электрод, "--" разделяет разные фазы, а две вертикальные линии "||" обозначают границу фазы и разделительный электролит.
- Заряды электродов: Ni -2, Cu +2
- Направление движения электронов: от Ni к Cu
- Направление движения ионов: от Cu2+ к Ni2+
г) Для определения ЭДС гальванического элемента, мы можем использовать формулу:
E°(элемента) = E°(катод) - E°(анод)
В нашем случае:
E°(элемента) = 0,34 В - (-0,25 В) = 0,59 В
Таким образом, ЭДС гальванического элемента равна 0,59 В.
2) Электролиз:
а) Процессы на аноде:
- Окисление Fe: Fe(s) → Fe2+ + 2e- (потенциал процесса равен потенциалу Fe/Fe2+)
- Окисление C: C(s) + 2OH- → CO3(2-) + H2O + 2e- (потенциал процесса равен потенциалу CO3(2-)/C)
б) Сравнивая потенциалы анодных процессов, мы можем выбрать процесс с более положительным потенциалом как тот, который протекает в первую очередь.
в) Среда около анода меняется, поскольку происходит реакция окисления, в результате которой образуются ионы Fe2+ и CO3(2-).
г) Процессы на катоде:
- Восстановление Fe: Fe2+ + 2e- → Fe
- Восстановление OH-: 2H2O + 2e- → H2 + 2OH- (потенциал процесса равен потенциалу H2O/H2)
д) Сравнивая потенциалы катодных процессов, мы можем выбрать процесс с более положительным потенциалом как тот, который протекает в первую очередь.
е) Среда около катода также меняется, поскольку происходит реакция восстановления, в результате которой образуется водород (H2) и ионы OH-.
ё) Итоговая схема процесса электролиза будет выглядеть следующим образом:
Fe(s) | Fe2+(из раствора K2SO4) || C | CO3(2-)| OH-(pH = 7) | H2O | H2(g)
- Здесь, символ "g" означает газовый электрод.
3) Потенциалы и возможность коррозии:
а) Чтобы определить анод и катод в паре, мы должны учесть значения потенциалов электродов.
Значение потенциала электрода, на котором происходит окисление, будет отрицательным, а на котором происходит восстановление - положительным.
В нашем случае, потенциал Cu равен 0,34 В, а Pb - (-0,13 В), поэтому Cu будет катодом, а Pb - анодом.
б) Процессы протекающие на анодных и катодных участках:
На аноде (Pb): Pb → Pb2+ + 2e-
На катоде (Cu): Cu2+ + 2e- → Cu
в) Для рассчета потенциалов катодных процессов, мы используем таблицу стандартных потенциалов электродов:
Pb2+ + 2e- → Pb: E° = -0,13 В
Cu2+ + 2e- → Cu: E° = 0,34 В
г) Чтобы определить возможность коррозии, мы сравниваем потенциалы электродов. Если потенциал электрода с более отрицательным значением стоит в табличке выше, то вода на нем будет происходить реакция коррозии.
В нашем случае, потенциал Pb равен -0,13 В, а потенциал Cu - 0,34 В.
Поэтому, так как потенциал Pb ниже, то возможна коррозия Pb.
Надеюсь, данное разъяснение помогло вам разобраться в теме. Если у вас остались вопросы, не стесняйтесь задавать их.
