В каком растворе, Nа2SО3 или NiCl2, коррозия меди происходит быстрее? Изложите свой ответ соответствующим образом

Для решения данной задачи нам необходимо сравнить скорость коррозии меди в растворе Na2SO3 и растворе NiCl2. Начнем с рассмотрения электрохимических процессов, происходящих в этих растворах.

1. Раствор Na2SO3:
В данном растворе происходят следующие реакции:
\(2Na2SO3 \rightarrow 2Na^+ + SO3^{2-}\) (1)
\(Cu \rightarrow Cu^{2+} + 2e^-\) (2)

2. Раствор NiCl2:
В данном растворе происходят следующие реакции:
\(NiCl2 \rightarrow Ni^{2+} + 2Cl^-\) (3)
\(Cu \rightarrow Cu^{2+} + 2e^-\) (2)

Теперь рассмотрим потенциалы электродных полуреакций:
\(E^0_{Cu^{2+}/Cu} = 0.34\) В
\(E^0_{Ni^{2+}/Ni} = -0.26\) В

Таким образом, медь может менять свой окислительно-восстановительный потенциал и коррозировать при наличии других веществ, имеющих более положительный потенциал окислительно-восстановительной реакции. В данном случае мы сравниваем потенциалы меди с растворами Na2SO3 и NiCl2.

1. Для раствора Na2SO3:
Используя уравнения (1) и (2), мы можем составить полную электрохимическую реакцию:
\(2Na2SO3 + Cu \rightarrow 2Na^+ + SO3^{2-} + Cu^{2+} + 2e^-\)

Теперь рассчитаем ЭДС этой реакции. По определению, ЭДС выражается как разность потенциалов основного и вспомогательного электродов:

\(E^0_{cell} = E^0_{Cu^{2+}/Cu} - E^0_{Na^+/Na}\)
где \(E^0_{Na^+/Na}\) - потенциал образования натриевого иона, который принимается равным -2.71 В.

Расчет:
\(E^0_{cell} = 0.34 - (-2.71) = 3.05\) В

2. Для раствора NiCl2:
Используя уравнения (3) и (2), мы можем составить полную электрохимическую реакцию:
\(NiCl2 + Cu \rightarrow Ni^{2+} + 2Cl^- + Cu^{2+} + 2e^-\)

Теперь рассчитаем ЭДС этой реакции:

\(E^0_{cell} = E^0_{Cu^{2+}/Cu} - E^0_{Ni^{2+}/Ni}\)

Расчет:
\(E^0_{cell} = 0.34 - (-0.26) = 0.6\) В

Сравнивая значения ЭДС \(E^0_{cell}\) для реакций с растворами Na2SO3 и NiCl2, мы видим, что ЭДС реакции для раствора Na2SO3 значительно больше, чем для раствора NiCl2. Таким образом, коррозия меди происходит быстрее в растворе Na2SO3.

Теперь рассмотрим схему гальванического элемента для реакции коррозии меди в растворе Na2SO3:

\(Cu | Cu^{2+}(0.1М) || SO3^{2-}(0.1М), Na^+(0.1М) | Na2SO3 || Pt\)

Здесь \(Cu | Cu^{2+}(0.1М)\) представляет собой основной электрод с медью, погруженной в раствор Cu^{2+}(0.1М). SO3^{2-}(0.1М), Na^+(0.1М) представляет раствор Na2SO3 как вспомогательный электрод, а Pt представляет платиновый проводник, который связывает оба электрода.

Таким образом, в растворе Na2SO3 коррозия меди протекает со скоростью, определяемой потенциалом окислительно-восстановительной реакции, который здесь оказывается выше, чем в растворе NiCl2.