Какие химические уравнения могут описать электрохимическую коррозию между металлами Zn и Pb в разных средах: а) кислой

Для описания электрохимической коррозии между металлами Zn и Pb в разных средах, мы будем использовать полуреакции и необходимые уравнения.

а) В кислой среде (рН < 7):
1) Зинк (Zn) будет окислен, потеряв электроны:
\[Zn \rightarrow Zn^{2+} + 2e^-\]
2) Свинец (Pb) будет восстановлен, приняв электроны:
\[2H^+ + 2e^- + Pb^{2+} \rightarrow Pb\]

Объединяя эти две полуреакции, мы получаем уравнение электрохимической коррозии в кислой среде:
\[Zn + 2H^+ + Pb^{2+} \rightarrow Zn^{2+} + Pb + 2H^+\]

б) В нейтральной или слабощелочной среде (рН > 7):
1) Зинк (Zn) будет окислен, потеряв электроны:
\[Zn \rightarrow Zn^{2+} + 2e^-\]
2) Свинец (Pb) будет восстановлен, приняв электроны:
\[2OH^- + Pb^{2+} \rightarrow Pb + 2OH^-\]

Объединяя эти две полуреакции, мы получаем уравнение электрохимической коррозии в нейтральной или слабощелочной среде:
\[Zn + 2OH^- + Pb^{2+} \rightarrow Zn^{2+} + Pb + 2OH^-\]

Теперь мы можем рассчитать ЭДС и ∆G°298 реакции при стандартных условиях.

ЭДС (электродвижущая сила) реакции может быть рассчитана с использованием электрохимического потенциала (ЭП) каждого металла. ЭП можно найти в таблицах стандартных потенциалов. Для данной реакции, ЭП для Zn/Zn^{2+} равно -0.76 В, а для Pb^{2+}/Pb равно -0.13 В.

ЭДС реакции может быть рассчитана как разница между электропотенциалами восстановления и окисления:
\[E_{\text{cel}} = E_{\text{red}} - E_{\text{ox}}\]
\[E_{\text{cel}} = (-0.13 \, \text{В}) - (-0.76 \, \text{В})\]

∆G°298 (стандартный изменение свободной энергии) реакции при температуре 298 К может быть рассчитан по формуле:
\[\Delta G_{298} = -nFE_{\text{cel}}\]
где n - количество электронов, участвующих в реакции, а F - постоянная Фарадея (96500 Кл/моль).

Для здесь описанной реакции, n равно 2 (по числу электронов, передающихся в каждой полуреакции) и, следовательно, можно рассчитать ∆G°298, зная ЭДС (E_{\text{cel}}):
\[\Delta G_{298} = -2FE_{\text{cel}}\]

Окончательный ответ оценивается в dependability переменных, таких как значение рН, или в зависимости от значений F, n и с величину стандартного изменения свободной энергии, а также величину ЭДС реакции.