Question

Два металла, Cd и Ni, соединённые между собой, находятся в разных средах: а) в кислой (рН <7), б) в нейтральной или слабощелочной (рН>7). Составьте химические уравнения, характеризующие электрохимическую коррозию предложенной пары металлов в этих средах. Рассчитайте ЭДС и ∆G°298 реакции для стандартных условий.

Answer 1

Ответ:

Объяснение:

Анод

Me Me

n+

∙mH2O (окисление металла)

Анодный процесс

ne

Катод Ох Red (восстановление окислителя)

Катодный процесс

Answer 2

Электрохимическая коррозия металлов происходит, когда они находятся в разных средах, и ток идет через них через реакции окисления и восстановления. Рассмотрим электрохимическую коррозию пары металлов Cd (кадмий) и Ni (никель) в кислой и нейтральной/слабощелочной средах.

а) В кислой среде (рН < 7): При коррозии кадмия и никеля в кислой среде могут произойти следующие реакции:

На кадмии (Cd): Cd(s) → Cd²⁺(aq) + 2e⁻

На никеле (Ni): Ni(s) → Ni²⁺(aq) + 2e⁻

Обратите внимание, что оба металла окисляются и образуют ионы металла.

Теперь, для расчета ЭДС и стандартной изменения свободной энергии ∆G°298 реакции при стандартных условиях (25°C и 1 атмосферное давление), мы можем воспользоваться уравнением Нернста и следующими формулами:

ЭДС (E°) = E°катод - E°анод ∆G°298 = -nF E°

где:

• E°катод - потенциал катода (вольты)
• E°анод - потенциал анода (вольты)
• n - количество передаваемых электронов (в данном случае, 2)
• F - постоянная Фарадея (96485 Кл/моль)
• ∆G°298 - изменение свободной энергии (Дж/моль)

Используя стандартные потенциалы кадмия и никеля:

E°(Cd²⁺/Cd) = -0.40 В E°(Ni²⁺/Ni) = -0.25 В

Теперь мы можем рассчитать ЭДС и ∆G°298 для коррозии кадмия и никеля в кислой среде:

ЭДС = E°катод - E°анод = (-0.40 В) - (-0.25 В) = -0.15 В

∆G°298 = -nF E° = -2 × 96485 Кл/моль × (-0.15 В) = 28941 Дж/моль

б) В нейтральной или слабощелочной среде (рН > 7): В нейтральной или слабощелочной среде электрохимическая коррозия будет менее активной из-за повышенного рН. Поэтому, если рассматривать стандартные потенциалы, они могут быть ближе к нулю, и коррозия будет менее вероятной.

Однако, для точных расчетов, потребуется знать точное значение рН и условия коррозии в данной среде.