Какие химические уравнения могут описывать электрохимическую коррозию пары металлов Zn и Ni, соединенных друг с другом

Электрохимическая коррозия пары металлов Zn и Ni в различных средах может быть описана следующими химическими уравнениями:

а) В кислотной среде (pH меньше 7):

Зольдеровское уравнение для коррозии цинка (Zn):

\[Zn \rightarrow Zn^{2+} + 2e^{-}\]

Зольдеровское уравнение для коррозии никеля (Ni):

\[Ni \rightarrow Ni^{2+} + 2e^{-}\]

Таким образом, общее электрохимическое уравнение для коррозии пары металлов Zn и Ni в кислотной среде будет:

\[Zn + Ni \rightarrow Zn^{2+} + Ni^{2+} + 4e^{-}\]

б) В нейтральной или слабощелочной среде (pH больше 7):

В данном случае, электрохимическая коррозия пары металлов Zn и Ni будет зависеть от того, какой металл будет более активным в данной среде. Если цинк (Zn) является более активным металлом, то уравнение будет следующим:

\[Zn + 2OH^{-} \rightarrow ZnO + H_{2}O + 2e^{-}\]

Если никель (Ni) является более активным металлом, то уравнение будет следующим:

\[Ni + 2OH^{-} \rightarrow Ni(OH)_{2} + 2e^{-}\]

Поэтому, конкретное уравнение для коррозии пары металлов Zn и Ni в нейтральной или слабощелочной среде будет зависеть от активности каждого металла.

Что касается электродной ЭДС (электродного потенциала) и стандартной изменения свободной энергии \(\Delta G°298\) для этих реакций при стандартных условиях (298 K, 1 атм давления, 1 М концентрация и т. д.), то они могут быть рассчитаны, используя известные электродные потенциалы каждого металла.

Для цинка (Zn) и никеля (Ni):
Электродный потенциал (вольт):
\(E_{Zn} = -0.76\)
\(E_{Ni} = -0.23\)

Формула для вычисления ЭДС реакции (вольт):
\[E^{\circ}_{cell} = E^{\circ}_{cathode} - E^{\circ}_{anode}\]
\[E^{\circ}_{cell} = E_{Ni} - E_{Zn}\]
\[E^{\circ}_{cell} = -0.23 - (-0.76)\]
\[E^{\circ}_{cell} = 0.53\]

Формула для вычисления \(\Delta G°298\) (свободной энергии) реакции (в джоулях):
\(\Delta G°298 = -nFE^{\circ}_{cell}\)
где \(n\) - количество моль электронов, участвующих в реакции, а \(F\) - постоянная Фарадея (\(96485 \: Кл/моль\)).

Для данной реакции \(n = 4\).

\(\Delta G°298 = -4 \cdot 96485 \cdot 0.53\)

Пожалуйста, обратите внимание, что данные значения были приведены для стандартных условий и могут отличаться при изменении температуры, концентрации и других факторов.