Question

Составьте электронные уравнения коррозии железа, покрытого цинком, и железа, покрытого свинцом в кислой среде и во влажном воздухе.

Answer 1

Т.к цинк более активный (в ряду активности) металл в паре Fe-Zn, то при контакте с окружающей средой, он и будет разрушаться. Железо- менее активный металл- будет защищен до тех пор, пока не разрушится весь цинк.
Уравнения:
(А -) Zn0 - 2e → Zn2+- окисление
железо выполняет функцию катода
в нейтральной среде и в контакте с воздухом на катоде будет протекать процесс восстановления кислорода (происходит кислородная деполяризация катода)

К(+): 2H2O + O2 + 4e → 4 OH- - восстановление
Суммарно:

2Zn + 2H2O + O2 → 2Zn(OH)2↓





Свинец устойчив в нейтральных средах, но разрушается в щелочах и кислотах. Неустойчивость этих металлов в щелочных и кислотных средах объясняется амфотерностью их оксидов и гидроксидов. 
Стандартные электродные потенциалы железа и свинца
Fe2+ + 2e ---> Fe, E0=-0,44 В
Pb2+ + 2e ---> Pb, E0=-0,13 В
свинец (будет катодом (Ек > Еа) .
Во влажном воздухе
А: Fe -2e = Fe2+
К: 2H2O + O2 + 4e = 4 OH-

В среде HCl (то есть кислая среда)
А: Fe -2e = Fe2+
К: 2H+ + 2e = H2

Answer 2

Коррозия - это процесс разрушения материала под воздействием окружающей среды. Железо, покрытое цинком, и железо, покрытое свинцом, используются как методы защиты от коррозии через процесс гальванической защиты. Этот процесс основан на создании гальванической ячейки, где менее активный металл (цинк или свинец) служит анодом и железо - катодом.

В кислой среде (например, в присутствии кислоты), процесс коррозии для железа, покрытого цинком, может быть представлен следующим уравнением:

\[ \text{Zn} (\text{анод}) \rightarrow \text{Zn}^{2+} + 2e^- \] \[ \text{Fe}^{2+} + 2e^- \rightarrow \text{Fe} (\text{катод}) \]

Общее уравнение гальванической реакции:

\[ \text{Zn} + \text{Fe}^{2+} \rightarrow \text{Zn}^{2+} + \text{Fe} \]

Эта реакция показывает, как цинк "жертвует" электроны, предотвращая коррозию железа.

Для железа, покрытого свинцом, уравнение будет аналогичным:

\[ \text{Pb} (\text{анод}) \rightarrow \text{Pb}^{2+} + 2e^- \] \[ \text{Fe}^{2+} + 2e^- \rightarrow \text{Fe} (\text{катод}) \]

Общее уравнение гальванической реакции:

\[ \text{Pb} + \text{Fe}^{2+} \rightarrow \text{Pb}^{2+} + \text{Fe} \]

Также, как и в случае с цинком, свинец служит анодом, "предоставляя" электроны для уменьшения железа и предотвращения его коррозии.

Во влажном воздухе, когда присутствует кислород, реакции могут быть более сложными. Однако, главная идея остается той же - менее активный металл служит анодом и "пожертвует" электроны, чтобы предотвратить коррозию более активного металла (железа).