Какие химические уравнения описывают электрохимическую коррозию пары металлов Fe и Ag в разных средах: а) кислой

В электрохимической коррозии пары металлов Fe и Ag в разных средах, реакции коррозии можно описать следующим образом:

а) В кислой среде (рН 7):

Реакция коррозии металла Fe:
Fe(s) → Fe^{2+}(aq) + 2e^-

Реакция коррозии металла Ag:
Ag(s) → Ag^{+}(aq) + e^-

В обоих случаях происходит окисление металла (Fe или Ag), в результате которого образуются ионы металла (Fe^{2+} или Ag^{+}), а также электроны, которые переносятся через электролит к другому металлу. Это является основой электрохимической коррозии.

Теперь рассмотрим электрохимическую реакцию в стандартных условиях (25°C, 1 атм давления и 1 M концентрации для всех реагентов):

Реакция коррозии металла Fe в стандартных условиях:
Fe(s) + 2H^+(aq) → Fe^{2+}(aq) + H_2(g)

Реакция коррозии металла Ag в стандартных условиях:
Ag(s) + H^+(aq) → Ag^{+}(aq) + \frac{1}{2}H_2(g)

Теперь, для определения электродного потенциала (ЭДС) и изменения свободной энергии Гиббса (∆G°) для данных реакций в стандартных условиях, необходимо знать значения стандартных потенциалов электродов.

Для электрода Fe^{2+}/Fe потенциал составляет -0,44 В.
Для электрода Ag^{+}/Ag потенциал составляет +0,80 В.

Теперь, используя формулу Нернста, мы можем вычислить ЭДС реакции в стандартных условиях:

ЭДС реакции с участием Fe:
E° = E°(катод) - E°(анод) = 0,00 В - (-0,44 В) = 0,44 В

ЭДС реакции с участием Ag:
E° = E°(катод) - E°(анод) = 0,00 В - (+0,80 В) = -0,80 В

Изменение свободной энергии Гиббса (∆G°) можно вычислить с помощью следующей формулы:

∆G° = -nFE°

где n - количество перенесенных электронов (равное 2 для Fe и 1 для Ag), F - постоянная Фарадея (96 485 Кл/моль) и E° - ЭДС реакции.

∆G° для реакции с участием Fe:
∆G° = -2 * 96485 Кл/моль * 0,44 В = -84468 Дж/моль

∆G° для реакции с участием Ag:
∆G° = -1 * 96485 Кл/моль * (-0,80 В) = 77388 Дж/моль

Таким образом, в стандартных условиях для реакции коррозии металла Fe в кислой среде с рН 7, ЭДС реакции составляет 0,44 В, а изменение свободной энергии Гиббса (∆G°) равно -84468 Дж/моль. Для реакции коррозии металла Ag в кислой среде, ЭДС реакции составляет -0,80 В, а ∆G° равно 77388 Дж/моль.