Представьте, пожалуйста, схему гальванической коррозии, которая возникает при взаимодействии магниевой пластины площадью 30 квадратных сантиметров с никелевым раствором, разбавленным серной кислотой. Напишите уравнения электродных процессов и общую реакцию коррозионного процесса. Рассчитайте объемный и массовый показатели коррозии, если за 20 минут выделилось 3 кубических сантиметра водорода.
Солнечная_Радуга
Гальваническая коррозия происходит, когда два различных металла находятся в электролитической среде (растворе) и образуют элементы электрической цепи. В данном случае, магниевая пластина действует в качестве анода, а никелевый раствор - в качестве катода. Пошагово рассмотрим реакции, происходящие на аноде и катоде.
Анод (магниевая пластина):
\(Mg \rightarrow Mg^{2+} + 2e^-\)
Катод (никелевый раствор):
\(2H^+ + 2e^- \rightarrow H_2\)
Общая реакция коррозионного процесса:
\(Mg + 2H^+ \rightarrow Mg^{2+} + H_2\)
Теперь посчитаем объемный и массовый показатели коррозии.
Объемный показатель коррозии (V) можно рассчитать с помощью формулы:
\(V = \frac{V_{H_2}}{S \cdot t}\)
где \(V_{H_2}\) - объем выделившегося водорода, \(S\) - площадь анода, \(t\) - время.
Подставляя значения, получим:
\(V = \frac{3 см^3}{30 см^2 \cdot 20 мин} = 0,005 см/мин\)
Массовый показатель коррозии (W) может быть рассчитан следующей формулой:
\(W = \frac{m_{H_2}}{S \cdot t}\)
где \(m_{H_2}\) - масса выделившегося водорода, \(S\) - площадь анода, \(t\) - время.
Для расчета массы выделившегося водорода, нам нужно знать его молярную массу и использовать такую формулу:
\(m_{H_2} = V_{H_2} \cdot M_{H_2}\)
где \(V_{H_2}\) - объем выделившегося водорода, \(M_{H_2}\) - молярная масса водорода.
Молярная масса водорода (H2) равна 2 г/моль.
Подставляя значения:
\(m_{H_2} = 3 см^3 \cdot \frac{2 г}{1 моль} = 6 г/моль\)
Теперь можем рассчитать массовый показатель коррозии:
\(W = \frac{6 г/моль}{30 см^2 \cdot 20 мин} \approx 0,005 г/см^2/мин\)
Таким образом, объемный показатель коррозии составляет 0,005 см/мин, а массовый показатель коррозии равен примерно 0,005 г/см²/мин.
Анод (магниевая пластина):
\(Mg \rightarrow Mg^{2+} + 2e^-\)
Катод (никелевый раствор):
\(2H^+ + 2e^- \rightarrow H_2\)
Общая реакция коррозионного процесса:
\(Mg + 2H^+ \rightarrow Mg^{2+} + H_2\)
Теперь посчитаем объемный и массовый показатели коррозии.
Объемный показатель коррозии (V) можно рассчитать с помощью формулы:
\(V = \frac{V_{H_2}}{S \cdot t}\)
где \(V_{H_2}\) - объем выделившегося водорода, \(S\) - площадь анода, \(t\) - время.
Подставляя значения, получим:
\(V = \frac{3 см^3}{30 см^2 \cdot 20 мин} = 0,005 см/мин\)
Массовый показатель коррозии (W) может быть рассчитан следующей формулой:
\(W = \frac{m_{H_2}}{S \cdot t}\)
где \(m_{H_2}\) - масса выделившегося водорода, \(S\) - площадь анода, \(t\) - время.
Для расчета массы выделившегося водорода, нам нужно знать его молярную массу и использовать такую формулу:
\(m_{H_2} = V_{H_2} \cdot M_{H_2}\)
где \(V_{H_2}\) - объем выделившегося водорода, \(M_{H_2}\) - молярная масса водорода.
Молярная масса водорода (H2) равна 2 г/моль.
Подставляя значения:
\(m_{H_2} = 3 см^3 \cdot \frac{2 г}{1 моль} = 6 г/моль\)
Теперь можем рассчитать массовый показатель коррозии:
\(W = \frac{6 г/моль}{30 см^2 \cdot 20 мин} \approx 0,005 г/см^2/мин\)
Таким образом, объемный показатель коррозии составляет 0,005 см/мин, а массовый показатель коррозии равен примерно 0,005 г/см²/мин.
Знаешь ответ?