Коррозия и защита металлов от коррозии

⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 5Следующая ⇒

В задачах 1 – 8 рассчитайте электродный потенциал металла, корродирующего в деаэрированной среде, ЭДС и стандартную энергию Гиббса реакции D_rG^о₂₉₈, протекающей в коррозионном элементе, приведите уравнения анодного и катодного процессов.

№ п/п	Металл	а_М^z+, моль/л	рНсреды	j^о_М^z⁺_/_М, В
	Zn	0, 0015	4, 2	-0, 763
	Al	0, 0010	3, 0	-1, 662
	Со	0, 0009	3, 4	-0, 277
	Ni	0, 0012	2, 7	-0, 250
	Cd	0, 0008	4, 0	-0, 403
	Fe	0, 002	5, 1	-0, 440
	Sn	0, 0001	2, 0	-0, 136
	Mn	0, 004	3, 9	-1, 180

В задачах 9 – 16 определите, какой из металлов в коррозионном элементе корродирует во влажном воздухе, рассчитайте ЭДС и стандартную энергию Гиббса реакции D_rG^о₂₉₈, приведите уравнения анодных и катодных процессов.

№ задачи	Коррозионная пара М1-М2	рН среды	j^о_М^z⁺_/_М1,В	j^о_М^z⁺_/_М2,В
	Cu – Ag	1, 6	+0, 337	+0, 799
	Ni – Au	5, 8	-0, 250	+1, 498
11,,	Sn – Co	6, 5	-0, 136	-0, 277
	Cd – Fe	7, 9	-0, 403	-0, 440
	Au – Co	5, 2	+1, 498	-0, 277
	Fe – Sn	8, 4	-0, 440	-0, 136
	Zn – Cu	4, 8	-0, 763	+0, 337
	Pb – Ni	3, 9	-0, 126	-0, 250

В задачах 17 – 24 рассчитайте объем кислорода (при н.у.), израсходованного за время t при атмосферной коррозии металла, протекающей с образованием его гидроксида М(ОН)₂, массу прокорродировавшего металла и силу коррозионного тока.

№ п/п	Металл	m_{М(ОН)2, г}	t, мин	№ п/п	Металл	m_{М(ОН)2, г}	t, мин
	Zn	0, 025	5, 0		Pb	0, 007	6, 0
	Cd	0, 125	4, 0		Cr	0, 198	3, 0
	Ni	0, 130	6, 5		Sn	0, 004	4, 5
	Fe	0, 085	2, 5		Co	0, 253	12, 0

В задачах 25 – 32 рассчитайте электродный потенциал металла, корродирующего в деаэрированной среде при T = 298 К с образованием его гидроксида М(ОН)₂, используя величину произведения растворимости.

№ п/п	Металл	ПР_М(ОН)2	j^о_М^z⁺_/_М, В	№ п/п	Металл	ПР_М(ОН)2	j^о_М^z⁺_/_М, В
	Zn	3, 0× 10^-16	-0, 763		Со	1, 6× 10^-15	-0, 277
	Мg	5, 5× 10^-12	-2, 363		Fe	7, 9× 10^-16	-0, 440
	Ве	6, 3× 10^-22	-1, 847		Ni	1, 6× 10^-14	-0, 250
	Cd	4, 3× 10^-15	-0, 403		Mn	2, 0× 10^-13	-1, 180

В задачах 33 – 40 рассчитайте массовый K_m (г/м²× сутки) и глубинный K_П (мм/год) показатели стационарной коррозии металла, если известны плотность коррозионного тока i и плотность металла r.

№ п/п	Металл	i, А/м²	r´ 10^-³, кг/м³	№ п/п	Металл	i, А/м²	r´ 10^-³, кг/м³
	Мg	0, 05	1, 74		Zn	0, 04	7, 14
	Cr	0, 06	6, 20		Al	0, 06	2, 73
	Со	0, 03	8, 33		Pb	0, 01	11, 34
	Fe	0, 04	7, 87		Ni	0, 03	8, 90

В задачах 41 – 50 приведите уравнения анодного и катодного процессов, протекающих при нарушении сплошности покрытия на стальном изделии (j^о_Fe²⁺_/_Fe = -0, 440 В) в условиях морской коррозии (рН » 7) и коррозии в кислотных почвах (рН = 3 – 5, 5). К какому типу (анодному или катодному) относятся данные покрытия и каков механизм их защитного действия?

№ п/п	Металл покрытия, (z)	j^о_М^z⁺_/М, В	№ п/п	Металл покрытия, (z)	j^о_М^z⁺_/М, В
	Сr (3)	-0, 744		Cu (2)	+0, 337
	Cd (2)	-0, 403		Ag (1)	+0, 799
	Sn (2)	-0, 136		Au (3)	+1, 498
	Pb (2)	-0, 126		Со (2)	-0, 277
	Ni (2)	-0, 250		Мо (3)	-0, 200

В задачах 51 – 58 рассчитайте концентрационную поляризацию анода, если активность ионов корродирующего металла в процессе работы коррозионного элемента увеличилась от а₁ до а₂. Рассчитайте, как изменится при этом ЭДС коррозионного элемента (процесс протекает с водородной деполяризацией при Т = 298 К).

№ п/п	Металл анода	j^о_М²⁺_/М, В	а_1, моль/л	а_2, моль/л	рНсреды
	Mn	-1, 180	1× 10^-⁴	7× 10^-¹	5, 2
	Cd	-0, 403	4× 10^-⁴	3× 10^-¹	3, 5
	Со	-0, 277	6× 10^-⁴	2× 10^-¹	2, 5
	Fe	-0, 440	3× 10^-⁴	2× 10^-¹	4, 0
	Ni	-0, 250	7× 10^-⁴	1× 10^-¹	2, 0
	Са	-2, 866	2× 10^-⁴	9× 10^-¹	6, 0
	Zn	-0, 763	5× 10^-⁴	7× 10^-¹	5, 0
	V	-1, 175	1× 10^-⁴	8× 10^-¹	5, 5

В задачах 59 – 66 рассчитайте массу прокорродировавшего металла за время t и силу коррозионного тока, если в коррозионном элементе катодный процесс протекает: а) с поглощением кислорода; б) с выделением водорода. Объемы газов приведены при Т = 298 К, р = 101, 3 кПа.

№ задачи	Металл анода	V_О2, мл	V_Н2, мл	t, мин
	Сr	50, 4	16, 8	3, 0
	V	61, 6		2, 0
	Zn		22, 4	2, 5
	Мn		16, 8	2, 0
	Be		44, 8	3, 0
	Fe		39, 2	4, 0
	Al	106, 4	47, 6	3, 5
	Mg	117, 6	50, 4	3, 0

В задачах 67 – 78 укажите, какой изметаллов коррозионной пары является протектором. Рассчитайте значения ЭДС и приведите уравнения анодных и катодных процессов в аэрированной и деаэрированной среде.

№ п/п	Коррозионная пара М1- М2	рН среды	j^о_М1^z⁺_/_М1,В	j^о_М2^z⁺_/М2,В
	Cu – Fe	5, 0	+0, 337	-0, 440
	Ni – Sn	2, 0	-0, 250	-0, 136
	Pb – V	9, 0	-0, 126	-1, 175
	Cd – Ni	6, 5	-0, 403	-0, 250
	Co – Mg	8, 5	-0, 277	-2, 363
	Ag – Sn	1, 0	+0, 799	-0, 136
	Zn – Sn	4, 5	-0, 763	-0, 136
	Al – Cu	9, 0	-1, 662	+0, 337
	Fe – Mn	3, 5	-0, 440	-1, 180
	Cr – Pb	7, 0	-0, 744	-0, 126
	Be – Zn	8, 5	-1, 847	-0, 763
	Au – Ni	0, 5	+1, 498	-0, 250

В задачах 79 – 86 рассчитайте стандартную энергию Гиббса реакции D_rG⁰_Ти определите термодинамическую возможность газовой коррозии металла при окислении его кислородом в закрытой системе (температурной зависимостью D_rH⁰_T и D_rS⁰_T пренебречь).

№ п/п	Металл М	S⁰₂₉₈_{, М}_, Дж/(моль× К)	Продукт коррозии	D_fH⁰_{298, оксида}кДж/моль	S⁰_{298, оксида,}Дж/(моль× К)	T, К
	Ni	29, 9	NiO	- 239, 7	38, 0
	Cu	33, 1	CuO	- 162, 0	42, 6
	Cd	51, 7	CdO	- 259, 0	54, 8
	Fe	27, 1	Fe₂O₃	- 822, 1	87, 4
	Ag	42, 5	Ag₂O	- 30, 5	121, 7
	Al	28, 3	Al₂O₃	- 1676, 0	50, 9
	Mg	32, 7	MgO	- 601, 5	27, 1
	Cr	23, 6	Cr₂O₃	- 1140, 5	81, 2

В задачах 87 – 100 рассчитайте энтропию _rS, энергию Гиббса _rG и энтальпию _rН реакции, протекающей в коррозионном элементе при Т = 298 К, если известны ЭДС и температурный коэффициент ЭДС(¶Е/¶Т)_р, связанные с термодинамическими функциями коррозионного процесса соотношениями: D_rS = zF (¶Е/¶Т)_р, D_rН = - zF [Е- Т(¶Е/¶Т)_р], где z – число электронов, участвующих в токообразующей реакции, F – постоянная Фарадея.

№ п/п	Суммарная электрохимическая реакция	Е, В	(¶Е/¶Т)_р_, В × К^-¹
	Сd + PbCl₂= CdCl₂+ Pb	0, 188	- 4, 8× 10^-⁴
	CuAc₂ + Pb = PbAc₂ + Cu	0, 480	- 4, 1× 10^-⁴
	Pb + 2AgCl = PbCl₂ + 2Ag	0, 490	- 1, 86× 10^-⁴
	3H₂ + Bi₂O₃ = 2Bi + 3H₂O	0, 385	- 3, 9× 10^-⁴
	Сd + Hg₂SO₄= СdSO₄ + 2Нg	1, 018	- 4, 45× 10^-⁵
	Ag + 1/2Cl₂ = AgCl	1, 132	- 4, 77× 10^-⁴
	Pb + 2AgI = PbI₂ + 2Ag	0, 211	- 1, 38× 10^-⁴
	Zn + 2AgCl = Z nCl₂ + 2Ag	1, 015	- 4, 02× 10^-⁴
	Pb + Hg₂SO₄= PbSO₄ + 2Нg	0, 968	+ 1, 85× 10^-⁴
	Pb + Hg₂Cl₂= PbCl₂ + 2Нg	0, 535	+ 1, 45× 10^-⁴
	Zn + CuSO₄ = Cu + ZnSO₄	1, 093	- 4, 30× 10^-⁴
	2Ag + Hg₂Cl₂ = 2Нg + 2AgCl	0, 046	+ 3, 38× 10^-⁴
	Hg₂Cl₂+ 2КОН = Hg₂O + 2КCl + H₂O	0, 154	+ 8, 37× 10^-⁴
	Pb+Сu(СН₃СОО)₂ = Cu+Pb(СН₃СОО)₂	0, 480	+ 4, 10× 10^-⁴

⇐ Предыдущая 1 234 5 Следующая ⇒