Question

ДАЮ 100 БАЛЛОВ Какой металл можно использовать в качестве протектора для защиты от кор- розии железного изделия (рН = 5)? Составьте обоснованную расчетом схему микрогальванического коррозионною элемента, запишите уравнения процес- сов.

Answer 1

Ответ:

Объяснение:

Какой металл можно использовать в качестве протектора для защиты от коррозии железного изделия (рН = 5)? Составьте обоснованную расчетом схему   микрогальванического коррозионною элемента, запишите уравнения процессов.

Протекторная защита основана на присоединении к защищаемой

металлической конструкции листов или болванок из более активного   металла (обычно магния).  

Протектор (protector лат. – защитник, покровитель). В образовавшейся   гальванической паре более активный металл магний является анодом, и   электроны от анода по изолированному проводу переходят на защищаемую   конструкцию. Данным способом защищают трубопроводы и емкости,   находящие под землей, корпуса судов во время ремонта в доке и т.п.

В данной  гальванической  паре  Мg  имеет  высокий  стандартный  электродный  потенциал  φ⁰ = - 2,37 В,  а у Fe  стандартный  электродный  потенциал  φ⁰ = - 0,447 В.  

Mg⁰ - 2e  =  Mg²⁺.   Ионы  магния  переходят в окружающий  раствор, а электроны  по  проводнику  достигают  защищаемую  конструкцию  и тем  самым   предохраняют конструкцию   от коррозии,  аналогично  анодному  покрытию.  

Конечно,  магний  будет  постепенно   разрушаться   и  очень  важно  обеспечить  надежный  контакт   между  защищаемой  конструкцией  и  протектором.

Answer 2

Для защиты железного изделия от коррозии с рН=5 можно использовать цинк в качестве протектора. Цинк может служить анодом в микрогальванической коррозионной системе, обеспечивая защиту железа. Микрогальваническая коррозионная система состоит из анода (цинка), катода (железного изделия) и электролита (коррозионной среды с рН=5). Уравнения процессов микрогальванической коррозии: 1. Окисление цинка (анодный процесс): Zn(s) → Zn²⁺(aq) + 2e⁻ 2. Восстановление железа (катодный процесс): Fe²⁺(aq) + 2e⁻ → Fe(s) 3. Электролитический перенос ионов: Zn²⁺(aq) и Fe²⁺(aq) могут перемещаться в электролите. В результате этих процессов, цинк окисляется, железо восстанавливается, и коррозия железного изделия уменьшается или прекращается. При этом цинк будет корродировать вместо железа, что делает его эффективным протектором. Расчеты для определения необходимого количества цинка можно провести на основе потенциала стандартного водородного электрода (E°) и принципа эквивалентности. Для этого вам потребуется знать стандартный потенциал цинка (E°_Zn) и стандартный потенциал железа (E°_Fe). Эти значения можно найти в литературе или таблицах. Потенциал стандартного водородного электрода (E°_H⁺/H₂) равен 0 В. Затем вы можете использовать уравнение Нернста для вычисления потенциала каждой половины реакции: E_anode = E°_Zn - (0.0592 / z) * log([Zn²⁺] / [Zn²⁺]_0) E_cathode = E°_Fe - (0.0592 / z) * log([Fe²⁺] / [Fe²⁺]_0) где z - количество передаваемых электронов в реакции, [Zn²⁺] и [Fe²⁺] - концентрации соответствующих ионов в растворе, [Zn²⁺]_0 и [Fe²⁺]_0 - начальные концентрации соответствующих ионов. После этого можно вычислить разницу в потенциалах (E_anode - E_cathode) и использовать ее для определения напряжения батареи (потенциала микрогальванической системы). Если это напряжение положительное, то система будет работать как микрогальванический протектор.