Составить реакции ионного обмена в молекулярном и ионном виде: cu so4 + koh =

cuso4 + 2 koh =cu(oh)2 + k2so4

 

cu(2+) +so4(2-) + 2k(+) + = cu(oh)2(осадок) + 2k(+) + so4( зачеркиваем одинаковые "слагаемые" и получае сокращенное уравнение: cu(2+) + = cu(oh)2 

в каком из контактов: а) cu – ag; б) be – zn; в) mn – mg скорость коррозии больше? ответ подтвердите расчётами.  

при контакте двух металлов с разными электродными потенциалами возникает гальваническая пара, а между металлами возникает разность потенциалов. чем больше разность потенциалов между металлами в результате образования гальванической пары, тем быстрее и разрушительнее протекает коррозия.  

найдем разность электродных потенциалов трех гальванических пар.  

φ1 = eo(ag(+)/ag) – eo(cu(2+)/cu) = 0,799 – 0,338 = 0,461 в  

φ2 = eo(zn(2+)/zn) – eo(be(2+)/be) = – 0,762 – (– 1,847) = 1,085 b  

φ3 = eo(mn(2+)/mn) – eo(mg(2+)/mg) = – 1,18 – (– 2,362) = 1,183 b  

в последнем случае разность потенциалов наибольшая, следовательно, наибольшая скорость коррозии будет наблюдаться у гальванической пары mn – mg, при этом корродировать будет магний mg как металл, имеющий меньший электродный потенциал.  

в контакте с каким из указанных металлов sn является анодом: al, cr, ca?  

eo(sn(2+)/sn) = − 0,140 b  

eo(ca(2+)/ca) = − 2,87 в  

ео (al(3+)/al) = − 1,70 в  

eo(cr(2+)/cr) = − 0,852 в  

в гальваническом элементе анодом становится металл, меньшим значением электродного потенциала, а катодом – металл с большим значением электродного потенциала.  

олово в сравнении с этими тремя металлами имеет наибольший электродный потенциал. значит, ни с одним из этих металлов в составе гальванического или коррозионного элемента олово не будет являться анодом.  

составьте схему работы (катодный и анодный процессы) гальванопары mg – fe в кислой среде.  

при коррозии в кислой среде на аноде происходит окисление (разрушение) металла, а на катоде – восстановление ионов водорода.  

me(0) – ne → me(n+)  

2н (+) + 2е → н2↑(в кислой среде)  

при коррозии в гальванической паре анодом становится металл, меньшим значением электродного потенциала, а катодом – металл с большим значением электродного потенциала.  

железо в ряду напряжений стоит правее магния, значит, железо имеет большее значение электродного потенциала, чем магний. следовательно, в гальванической паре mg – fe магний будет анодом, а железо – катодом.  

eo(fe(2+)/fe) = − 0,441 в  

eo(mg(2+)/mg) = – 2,362 b  

eo(fe(2+)/fe) > eo(mg(2+)/mg)  

следовательно, в данной гальванической паре магний будет разрушаться (корродировать) , а на поверхности железа будет происходить восстановление ионов водорода.  

процессы окисления-восстановления на электродах.  

анод mg(0) - 2е → mg(2+) │1 - процесс окисления на аноде  

катод (+) 2н (+) + 2е → н2↑ │1 - процесс восстановления на катоде  

суммируя реакции на аноде и катоде, получаем уравнение, которое в ионной форме, выражает происходящую в гальванической паре реакцию.  

mg(0) + 2н (+) → mg(2+) + н2↑  

схема гальванической пары  

а | mg | h(+) | fe | к (+)

решение: 1) записываем уравнение реакции : 2naoh + h2so4 = na2so4 +2h2o2) рассчитываем массу гидроксида натрия в его 8% -ном растворе, исходя из формулы для расчета массовой доли вещества : ω ( naoh) = m (naoh) / m_раствора ( naoh) , тогда получаем m(naoh)= m_раствора (naoh) * ω ( naoh)==150* 0,08= 12  г2) исходя из полученного значения массы гидроксида натрия, вычисляем его   кол-во вещества (n) : n (naoh) = m (naoh) / m(naoh), где m(naoh) - молярная масса гидроксида натрия равная 40 , тогда n (naoh) =12 / 40= 0,3 моль;

согласно уравнению реакции  2 моль гидроксида натрия реагируют с 1 моль серной кислоты, поэтому 2n( naoh) =n (h2so4)=>   n(h2so4)= 1/2*n(naoh)=

=0,15 моль;

3) рассчитываем исходя из найденного n(h2so4)  ее массу :

m(h2so4)= n(h2so4) * m(h2so4) = 0,15* 50,06 7,5 г;

4) находим массу раствора серной кислоты:

  m_раствора( h2so4) = m( h2so4) / ω (h2so4)  = 7,5 / 0,294 = 25,51 г

( массовые доли переведены из % в доли единицы)

5)находим  кол-во вещества n( na2so4) -образовавшейся в результате реакции соли: т.к.  из 2 моль naoh получается 1 моль сульфата натрия

, то n(na2so4)= 1/2 (naoh0=0,15 моль;

6) вычисляем массу  сульфата натрия:

m( na2so4) = n (na2so4)* m(na2so4)= 0,15* 142,06 = 21,30 г

7) вычисляем общую массу раствора ^

  m(naoh)+ m(h2so4)= 150+ 50,06 = 200,06 г

8) вычисляем массовую долю соли в образовавшемся растворе:

  ω (na2so4) = m(na2so4) / m_раствора (naoh+ h2so4)*100%  =21,30 / 200,06 * 100% = 10,64 %

  ответ: ω (na2so4) =10, 64%