2015-06-30
784РАСЧЕТНОЕ ЗАДАНИЕ ПО ТЕМЕ «ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ»
ЗАДАНИЕ 1
1. Определите, какой электрод будет анодом, какой - катодом при стандартных условиях.
2. Напишите уравнение анодного и катодного процессов, а также уравнение токообразующей реакции.
3. Вычислите стандартную ЭДС гальванического элемента.
4. Рассчитайте и покажите на графике, как изменяются равновесные потенциалы анода и катода при изменении активности потенциалопределяющих ионов в растворе электролита равна от 0.001 до 0.1.
5. Покажите на рисунке, как изменяются потенциалы анода и катода с увеличением тока.
6. Предложите условия, которые позволили бы увеличить напряжение работающего ГЭ.
7. Определите минимальную активную массу анода (для газовых электродов – объем газа) для получения химического источника тока с разрядной емкостью 134 А´час. Выход по току считать равным 100%.
8. Определите влияние температуры на величину стандартной ЭДС.
| Вар. | Гальваническая пара | Вар. | Гальваническая пара |
| Mg/H2 (Pt) | Mg/Al | ||
| Zn/H2 (Pt) | Zn/Cl2 | ||
| Zn/I2 | Fe/H2 (Pt) | ||
| Al/O2 (C) | Zn/Ag | ||
| Cd/Hg | Fe/Ni | ||
| Al/H2 (Pt) | Zn/Pb | ||
| Ni/H2 (Pt) | (Pt) H2/O2 (Pt) | ||
| Al/Cr | Mg/Cu | ||
| Ni/Cu | Co/Ag | ||
| Cd/Ni | Pb/Cu | ||
| Zn/Fe | Zn/Hg | ||
| Fe/Pb | Sn/Ag | ||
| Ag/Cl2 | Fe/Cu | ||
| Fe/Ag | Al/Sn | ||
| Ni/O2 (C) | Cr/Co |
ЗАДАНИЕ 2.
|
|
|
По данным своего варианта, а также таблице стандартных электродных потенциалов и зависимостей потенциалов водородного и кислородного электродов от рН необходимо:
1. Выписать потенциалы возможных катодных и анодных процессов.
2. Выбрать из них те, которые будут протекать при электролизе данного водного раствора и записать уравнения соответствующих электродных реакций.
3. Рассчитать количества веществ, выделившихся на катоде в процессе электролиза (для металлов в граммах, для газов - в литрах, приведенных к нормальным условиям).
4. Рассчитать толщину металлического покрытия на плоском катоде.
5. Вычислить количества веществ, окисленных в этих условиях на аноде.
6. Определить изменение реакция среды у катода и анода в процессе электролиза.
7. Показать примерный ход поляризационных кривых катодного и анодного процессов, учитывая значения выхода по току при электролизе.
8. Определить, можно ли использовать ХИТ, рассмотренный Вами в первом задании, для электролиза данного электролита
ТАБЛИЦА №2.
| № Вар. | Водный раствор электролита | Величина рН раствора | Материал анода | Анодный выход по току для процесса с более отрицательным потенциалом, % | Мате-риал катода | Катодный выход по току для металла, % | Площадь плоского катода, м2 | Плотность катодного осадка металла, г/см3 | Ток, А | Время электро-лиза, мин |
| FeSO4 | 1,5 | Fe | Ni | 2,0 | 7,86 | |||||
| 2. | CdSO4 | 5,0 | Cd | Fe | 1,5 | 7,86 | ||||
| 3. | KJ | 7,0 | Ti | Ti | 1,75 | 9´10-5 | ||||
| 4. | CoSO4 | 4,0 | Co | Fe | 3,0 | 8,80 | ||||
| 5. | NiCl2 | 5,0 | Ni | Cu | 1,2 | 8,9 | ||||
| 6. | KOH | 14,0 | C | C | 1,5 | -5 | ||||
| 7. | SnSO4 | 0,5 | Sn | Fe | 2,0 | 7,29 | ||||
| 8. | PbCO3 | 4,0 | Pb | Fe | 1,3 | 11,34 | ||||
| 9. | AgNO3 | 5,0 | Ag | Ni | 1,8 | 10,49 | ||||
| 10. | NaCl | 6,0 | C | С | 1б0 | - | ||||
| 11. | NiSO4 FeSO4 | 4,0 | Ni | Fe | Fe-60 Ni-30 | 1,0 | 8,22 | |||
| 12. | NiCl2 CoSO4 | 3,5 | Ni | Ni | Co-50 Ni-50 | 1,8 | 8,85 | |||
| 13. | Cr2(SO4)3 | 1,1 | Pb | Ni | 2,5 | 7,18 | ||||
| 14. | ZnSO4 | 4,0 | Zn | Fe | 1,5 | 7,14 | ||||
| 15. | KNO3 | 6,5 | Pt | Pt | 2,0 | - | ||||
| 16. | NiCl2 CuSO4 | 3,5 | Ni | Cu | Cu-90 Ni-5,0 | 1,2 | 8,95 | |||
| 17. | NiSO4 SnSO4 | 0,5 | Sn | Fe | Sn-60 Ni-30 | 2,0 | 7,85 | |||
| 18. | NaOH | 12,0 | Pt | Pt | 2,0 | - - | ||||
| 19. | FeCl2 | 4,2 | Fe | Fe | 1,5 | 7,86 | ||||
| 20. | CrCl3 | 2,0 | C | Ni | 2,5 | 7,18 | ||||
| 21. | NiCl2 FeSO4 | 3,5 | Fe | Fe | Fe-30 Ni-60 | 2,8 | 7,95 | |||
| 22. | FeSO4 Cr2(SO4)3 | 1,5 | Fe | Fe | Fe-60 Cr-20 | 3,0 | 7,124 | |||
| 23. | Zn(NO3)2 | 3,0 | Zn | Fe | 1,5 | 7,14 | ||||
| 25. | NaJ | 7,0 | C | C | 3,0 | - | ||||
| 26. | PdCl2 | 0,5 | Pt | Cu | 1,0 | 12,1 |
Задание №3 Дан сплав _______ (см. п.3.1)
|
|
|
1. Определите, возможна ли коррозия данного сплава в среде с pH ____ (см. п.3.2) при контакте с воздухом.
2. Напишите уравнения реакций анодного и катодного процессов.
3. Предложите для данного сплава анодное и катодное покрытие. Изменятся ли и если изменятся, то как коррозионные процессы при нарушении сплошности анодного и катодного покрытий. Запишите уравнения реакций.
Варианты заданий к задаче №3 «Коррозионные процессы»
| N | ||
| п/п | п.3.1 | п.3.2 |
| 1. | Sn-Cu | |
| 2. | Cu-Zn | |
| 3. | Pb-Sn | |
| 4. | Zn-Ag | |
| 5. | Cd-Ni | |
| 6. | Pb-Ni | |
| 7. | Cd-Cu | |
| 8. | Sn-Ag | |
| 9. | Fe-Ni | |
| 10. | Fe-Co | |
| 11. | Fe-Cu | |
| 12. | Zn-Cu | |
| 13. | Fe-Cd | |
| 14. | Fe-Sn | |
| 15. | Zn-Cd | |
| 16. | Zn-Sn | |
| 17. | Mg-Ni | |
| 18. | Zn-Ni | |
| 19. | Sn-Ag | |
| 20. | Fe-Pb | |
| 21. | Fe-Cu | |
| 22. | Cd-Pb | |
| 23. | Zn-Ag | |
| 24. | Cd-Cu | |
| 25. | Sn-Cd | |
| 26. | Fe-Ni | |
| 27. | Co-Cu |
