 |
Задание к теме 13. Электрохимия. Коррозия металлов
|
|
|
|
Задание к теме 13. ЭЛЕКТРОХИМИЯ. КОРРОЗИЯ МЕТАЛЛОВ
Рассмотрите возможность коррозии сплава в заданной среде при доступе
воздуха по алгоритму:
1. Выпишите потенциалы указанных металлов (φ р) при заданной среде (см. Приложение В, табл. В. 1).
2. Определите анод и катод в паре, помня, что φ (К)> φ (А).
3. Запишите процессы, протекающие на катодных и анодных участках, зная химизм в средах.
4. Выпишите перенапряжение водорода и кислорода на разных электродах (см. Приложение Г, табл. Г. 1) (η Н2; η О2 )
Ме(К) Ме(К)
5. Рассчитайте потенциалы катодных процессов по формулам:
φ рн2/2Н+ = 0, 186 – 0, 059 · рН - η Н2
Ме(К)
φ рo2/2oн- = 1, 21 – 0, 059 · рН - η О2
Ме(К)
6. Определите: а) возможность коррозии, помня правило: «Коррозия возможна, если потенциал любой катодной реакции больше, чем потенциал анодного процесса;
б) ЭДС1 и ЭДС2.
7. Сделайте вывод по результатам расчёта.
| № варианта | Сплав | pH | № варианта | Сплав | PH | № варианта | Сплав | PH |
| Fe-Ni | 10 | Mg-Fe | 5 | Fe-Ni | 5 | |||
| Cd-Sn | 7 | Zn-Pb | 10 | Pb-Sn | 7 | |||
| Co-Cu | 5 | Au-Ni | 7 | Ag-Au | 10 | |||
| Fe-Pb | 10 | Mg-Ni | 5 | Fe-Mn | 5 | |||
| Cd-Ni | 7 | Ni-Sn | 10 | Al-Mg | 7 | |||
| Cu-Pb | 5 | Co-Pb | 7 | Cu-Ag | 10 | |||
| Fe-Co | 10 | Cd-Ag | 5 | Sn-Pb | 5 | |||
| Co-Ni | 7 | Cu-Al | 10 | Zn-Cd | 7 | |||
| Ag-Ni | 10 |
Задание к теме 14. СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ
Написать реферат по следующему плану:
1. Электронная конфигурация атома. Возможные степени окисления.
2. Нахождение в природе и получение в свободном виде.
|
|
|
3. Физические и химические свойства.
4. Свойства соединений.
5. Сплавы. Применение металла и его соединений.
6.
| № вар. | Металл | № вар. | Металл | № вар. | Металл |
| Магний | Никель | Золото | |||
| Алюминий | Олово | Молибден | |||
| Титан | Свинец | Вольфрам | |||
| Ванадий | Цинк | Платина | |||
| Хром | Медь | Висмут | |||
| Марганец | Серебро | Сурьма | |||
| Железо | Кадмий | Цирконий | |||
| Кобальт | Ртуть | Бериллий | |||
| Тантал |
ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЕ ВОПРОСЫ
1. Строение атома. Работы Резерфорда. Модель атома по Резерфорду. Ее достоинства и недостатки, основные элементарные частицы атома. Изотопы.
2. Модель атома по Бору. Постулаты Бора. Нормальное и возбужденное состояния атома. Дуализм природы электрона. Понятие об орбитали. Виды симметрии орбиталей: s-, p-, d-, f-орбитали.
3. Квантовые числа: главное, орбитальное, магнитное, спиновое. Их физический смысл и взаимосвязь.
4. Электронная структура многоэлектронных атомов. Принцип Паули, правило Хунда, принцип минимального запаса энергии – правило Клечковс-кого.
5. Структура периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева. s-, p-, d-, f – элементы, их место в периодической системе.
6. Валентные электроны атомов элементов: s-, p-, d-, f – семейства. Валентности атомов в нормальном и возбужденном состоянии. Пояснить на примерах. Степень окисления.
7. Периодичность свойств химических элементов: атомные радиусы, потенциал ионизации, энергия сродства к электрону, относительная электро-отрицательность атомов.
8. Ковалентная связь, ее образование и определение на примере молекулы водорода. График зависимости полной энергии системы от расстояния между ядрами атомов водорода.
9. Обменный механизм образования ковалентной связи, пояснить на примере. Свойство насыщаемости ковалентной связи по обменному механизму.
|
|
|
10. Донорно-акцепторный механизм образования ковалентной связи, пояснить на примере иона аммония.
11. Типы ковалентной связи по способу перекрывания орбиталей:
сигма- и пи-связи, их особенности. Пояснить на примере.
12. Основные параметры ковалентной связи: энергия связи, длина связи, кратность связи.
13. Пространственная конфигурация молекул. Теория гибридизации атомных орбиталей: sp, sp2, sp3, sp3d, sp3d2 – гибридизация.
14. Направленность ковалентных связей в молекулах воды и аммиака.
15. Полярность химической связи. Дипольный момент.
16. Классификация химических веществ: оксиды, гидроксиды, соли.
17. Оксиды, классификация, химические свойства. Способы получения.
18. Первый закон термодинамики. Энтальпия.
19. Тепловой эффект химической реакции, термохимические уравнения, их особенности. Закон Гесса. Следствия из закона Гесса. Стандартная теплота образования.
20. Второй закон термодинамики. Энтропия и свободная энергия Гиббса, их изменение в самопроизвольных процессах. Критерии протекания химических реакций.
21. Скорость химической реакции в гомогенной системе. Закон действующих масс (ЗДМ), константа скорости реакции, ее физический смысл.
22. Факторы, влияющие на скорость гомогенной реакции: температура, правило Вант – Гоффа, его математическое выражение. Активные молекулы, энергия активации.
23. Скорость химических реакций в гетерогенных системах, факторы, влияющие на скорость.
24. Химическое равновесие, константа равновесия, ее вывод на примере синтеза аммиака, ее физический смысл.
25. Смещение химического равновесия. Принцип Ле-Шателье. Пояснить на примерах.
26. Растворы. Растворы неэлектролитов. Осмос. Осмотическое давление растворов неэлектролитов. Закон Вант–Гоффа, его использование в сельском хозяйстве.
27. Насыщенный пар. Давление насыщенного пара над растворами неэлектролитов. Первый закон Рауля.
28. Повышение температуры кипения растворов неэлектролитов. Второй закон Рауля.
29. Понижение температуры замерзания растворов неэлектролитов. Второй закон Рауля.
30. Отклонение растворов кислот, оснований и солей от законов Вант-Гоффа и Рауля. Изотонический коэффициент Вант-Гоффа.
|
|
|
31. Тепловой эффект растворения. Гидратация и сольватация.
32. Растворы электролитов. Механизм электролитической диссоциации.
33. Теория электролитической диссоциации. Основные положения.
34. Степень электролитической диссоциации. Сильные и слабые электролиты. Факторы, влияющие на степень диссоциации.
35. Кислоты с точки зрения теории электролитической диссоциации. Диссоциация кислот. Общие свойства кислот. Пояснить на примерах, составить уравнения реакций.
36. Основания с точки зрения теории электролитической диссоциации. Диссоциация оснований. Общие свойства оснований. Пояснить на приме-рах, составить уравнения реакций.
37. Соли с точки зрения теории электролитической диссоциации. Диссоциация солей. Классификация солей. Пояснить на примерах, соста-вить уравнения реакций, характеризующие свойства средних солей.
38. Ионные реакции обмена в растворах электролитов. Условия их протека-ния. Привести примеры.
39. Слабые электролиты. Диссоциация слабых электролитов. Константа диссоциации. Закон разбавления Оствальда.
40. Электролитическая диссоциация воды. Ионное произведение воды. Водородный показатель.
41. Гидролиз солей. Случаи гидролиза солей. Привести примеры.
42. Степень гидролиза. Факторы, влияющие на гидролиз.
43. Окислительно-восстановительные реакции: окисление, восстановление, окислитель, восстановитель, подбор коэффициентов методом электрон-ного баланса и методом полуреакции.
44. Зависимость окислительно-восстановительных свойств элементов от строения их атомов. Важнейшие восстановители и окислители. Их применение.
45. Типы окислительно-восстановительных реакций. Привести примеры. Расчет ЭДС.
46. Особенности взаимодействия металлов с кислотами окислителями.
47. Электродный потенциал металла, факторы, влияющие на величину электродного потенциала.
48. Водородный электрод. Стандартный электродный потенциал металла. Ряд напряжений металлов.
49. Расчет электродных потенциалов металлов для произвольных условий. Уравнение Нернста.
|
|
|
50. Гальванические элементы. Медно-цинковый ГЭ. Расчет ЭДС.
51. Концентрационные гальванические элементы.
52. Свинцовый аккумулятор, его устройства, процессы, протекающие при зарядке и работе, его достоинства и недостатки.
53. Сухие элементы. Марганцово-цинковый гальванический элемент.
54. Топливные элементы. Водородно-кислородный топливный элемент. Процессы, протекающие при работе.
55. Электролиз. Электролиз расплавов электролитов.
56. Электролиз растворов электролитов (инертные электроды).
57. Электролиз растворов электролитов с растворимым анодом, получение электролитической меди, никелирование, хромирование.
58. Законы электролиза. Закон Фарадея.
59. Коррозия металлов, ее виды. Основные причины.
60. Химическая коррозия металлов. Пояснить на примерах.
61. Электрохимическая коррозия металлов, подтвердить примерами в кислой среде и во влажном воздухе.
62. Основные способы защиты металлов от коррозии.
63. Анодные и катодные покрытия металлов.
64. Протекторная защита металлов от коррозии.
65. Общие свойства металлов. Металлическая связь. Получение металлов: пирометаллургия, гидрометаллургия, электрохимические методы выделе-ния металлов из руд.
66. Химия металлов: щелочные металлы – 1А группа.
67. Щелочноземельные металлы – 2А группа.
68. Вода. Жесткость воды и ее устранение.
69. Металлы подгруппы алюминия – 3А группы.
70. Алюминий. Химические свойства, амфотерность гидроксида
алюминия.
71. Хром.
72. Марганец.
73. Металлы семейства железа.
74. Металлы 1В-группы /медь, серебро, золото/.
75. Металлы 2В-группы /цинк, кадмий, ртуть/.
76. Свинец.
Алгоритм ответа по химии металлов:
1. Положение в периодической системе, изменение свойств в группе: ОЭО, потенциала ионизации.
2. Строение атома: а) электронная формула, б) графическое изображение валентных электронов, в) устойчивые степени окисления, г) формулы оксидов и гидроксидов в устойчивых степенях окисления.
3. Физические свойства.
4. Получение металла.
5. Химические свойства металла, оксида, гидроксида, солей.
6. Применение металлов и сплавов, оксидов, гидроксидов, солей.
|
|
|
