Question

Железо покрыто медью. Какой из металлов будет подвергаться корро-зии в случае разрушения поверхности покрытия? Коррозия происходит в ней-тральной среде. Составьте схему гальванического элемента, образующегося при этом. Вычислите ЭДС и ΔG этого элемента для стандартных условий. Напишите соответствующие уравнения реакций, поясните ответ рисунком.

Answer 1

Коррозии подвергнется Медное покрытие так как в нейтральной среде ( H2O или O2 + H2O) электродный потенциал у железа ниже по алгебраическому значению, следовательно в донном гальваническом элементе железо будет анодом, а медь катодом.

схема   
(А) Fe/ O2 + H2O / Cu (K)

отвечаю только на половину, так как эдс и энергию Гиббса считать нет времени.

Answer 2

Если железо покрыто медью и происходит разрушение поверхности покрытия, то железо будет подвергаться коррозии.

Для составления схемы гальванического элемента необходимо знать, какие области металлов находятся в контакте друг с другом. При разрушении поверхности покрытия, медь будет находиться в контакте с железом.

Схема гальванического элемента будет выглядеть следующим образом:

Fe | Cu

где Fe обозначает железо, Cu - медь.

При этом железо будет выступать в роли анода, так как оно будет подвергаться коррозии. Медь будет выступать в роли катода.

Реакция коррозии железа будет выглядеть следующим образом:

Fe(s) -> Fe2+(aq) + 2e-

Электроны, выделяющиеся при этой реакции, будут двигаться через внешнюю цепь катоду (меди), где протекает следующая реакция:

Cu2+(aq) + 2e- -> Cu(s)

Таким образом, происходит гальваническая реакция между железом и медью.

ЭДС этого гальванического элемента можно вычислить по формуле:

Ecell = Ecathode - Eanode

где Ecathode - потенциал катода, Eanode - потенциал анода.

По таблице стандартных потенциалов электродов для условий 25 °C и 1 атмосферы давления:

E(Cu2+/Cu) = +0.34 В E(Fe2+/Fe) = -0.44 В

Тогда:

Ecell = +0.34 - (-0.44) = +0.78 В

Также можно вычислить изменение свободной энергии реакции (ΔG) по формуле:

ΔG = -nFΔE

где n - количество переносимых электронов (в данном случае 2 электрона), F - постоянная Фарадея (96485 Кл/моль) и ΔE - изменение потенциала.

ΔG = -2 * 96485 * ΔE = -2 * 96485 * 0.78 = -151678.4 Дж/моль

Ответ: При коррозии железа, покрытого медью, железо подвергается коррозии. Схема гальванического элемента: Fe|Cu. ЭДС этого элемента составляет +0.78 В, а изменение свободной энергии реакции ΔG равно -151678.4 Дж/моль.