Расчет рН в растворах слабых кислот и оснований

Расчет рН в растворах слабых одноосновных кислот и оснований проводят по формулам (4-5)

рН = 1/2 (рК_к – lgC_к) (4)

рН = 14 - 1/2(рК_О - lg C_О) (5)

Пример2.1. Вычислить рН 0.03 М раствора NH₄OH после смешивания его с водой в соотношении 1:2.

Решение. После смешивания 0.03М раствора аммиака с водой, его концентрация уменьшится в три раза. Подставляя в формулу (5) значение рК(NH₄OH)= 4.76 и концентрацию раствора после разбавления,получим:

рН = 14 – 1/2 (4.76- lg 0.01) = 10.62

Пример 2.2 ВычислитьрН при сливании 100мл соляной кислоты с Т=0.07300г/мл со 100мл раствора соляной кислоты с Т (HCl/NaOH) =0.004000г/мл.

Решение. Значение рН после сливания двух растворов будет определяться суммарной концентраций ионов водорода, которая находится по формуле (6):

(С_мV)₁ + (С_мV)₂ = (С_мV)₃ (6),

где V₃ =V₁ + V₂

Молярная концентрация ионов водорода в первом растворе находится по формуле С_М (HCl)= Т(HCl)×1000/М(HCl)=0.07300×1000/36.5 = 2.0 моль/л×; во втором растворе по формуле: С_М(HCl)=f× С_Н(HCl); f=1;

С_Н(HCl)= Т(HCl/NaOH)×1000/М_Э(NaOH) =0.004000×1000/40 =0.01моль/л. Молярная концентрация ионов водорода в растворе, полученном после сливания и вычисленная по формуле (6) равна. С_м = 0.105 моль/л, рН = -lg0.105 =0.98

Пример 2.3. Как изменится рОН 200мл 0.01М NH₄OH при добавлении к нему 100 мл 0.03М раствора NaOH?

Решение. Вычислим значение рН раствора аммиака в первоначальном растворе по формуле (5): рН =14 –1/2 (4.76 – lg0.01) =10.62. Значение рОН в таком растворе рОН=3.38, а концентрация гидроксид ионов равна [ОН^-] =10^-3.38 =0.00046 моль/л, т.е. на два порядка меньше,чем концентрация гидроксид-ионов в растворе NaOH. Поэтому значение рОН раствора, полученного при сливании будет в основном определяться концентрацией сильного электролита NaOH с учетом разбавления за счет добавления раствора аммиака.

Значение рОН = -lg100×0.03/300 =2

 

http://yandex.ru/clck/redir/AiuY0DBWFJ4ePaEse6rgeAjgs2pI3DW99KUdgowt9Xs7e_DEZHQ5W7tN_TIWqbl_p4cZYDQ4E8dNXpkY2Z0l0QUVvAaH_34RJmmZA46_t0E5K062z8URWbxhfsJtMbEqKCQDe8EAs6G_yGR9WQ-GC9T9oOdGf30oHlr85XGAnyGaoXCsWXiCbejn58EU5SGn46ZqSqh0OAQ?data=UlNrNmk5WktYejR0eWJFYk1LdmtxdWU0OUhVMVlEUjhNQUFMNU16XzZnaUJ0d1VXRThtOFBHc1ZjeXpQdXJ5ekJDNkJNaHg3UndmcTl2Rk1yNnBWQXpEcGl4VXUtcWl2V0s3dmxlUHpKNXJCZWF2R1RkTGtwMDBsQXBxZFBvT25pOFN0dWlRM1VtYXJTZjB5OGI3aWZRcWo3ZEJ5T2JaSw&b64e=2&sign=01f450ce6b86d51281230096a8697e45&keyno=8&l10n=ru&i=9

 

 

Задача 21.

Напишите уравнения реакций гидролиза: а) в молекуляр­ной и ионно-молекулярной форме; б) в молекулярной форме.

 

Вариант	а	б
	К2СО3 + Н2О МnС12 + Н2О А1С13 + Na2CO3 + Н2О	S^2– + H2O = HS^– + OH^– А1^3+ + НОН = А1ОН^2+ + Н^+ H2PO4^2– + H2O = Н2РО4^– + ОН^–
	A12(SO4)3 + Н2О K2S + Н2О СrС13 + Na2S + H2O	Ni^2+ + Н2О = NiOH^+ + Н^+ СО3^2– + Н2О = HCO3^– + ОН^– А1ОН^2+ + Н2О = А1(ОН)2^+ + Н+
	Pb(NO3)2 + H2O Na2CO3 + H2O CH3COONH4 + H2O	NO2^– + Н2О = HNO2 + ОН^– HS^– + H2O = H2S + OH^– Mg^2+ + Н2О = MgOH^+ + Н^+
	CH3COOK + H2O ZnSO4 + Н2О A12(SO4)3 + Na2S + H2O	S^2– + Н2О = HS^– + ОН^– Сr^3+ + Н2О = СrОН^2+ + Н+ MgOH^+ + Н2О = Mg(OH)2 + Н^+
	A1(NO3)3 + H2O Na2S + H2O СrС13 + Na2SO3 + Н2О	СН3СОО^– + Н2О = CH3COOH + OH^– Fe^2+ + Н2О = FeOH^+ + Н^+ НСО3^– + НОН = Н2СО3 + ОН^–
	NiSO4 + Н2О К2СО3 + Н2О Fe2(SO4)3 + Н2О	SO3^2– + Н2О = HSO3^– + ОН^– Мn^2+ + Н2О = МnОН^+ + Н^+ Сr(ОН)^2+ + Н2О = Сr(ОН)2^+ + Н^+
	А1С13 + Н2О Na3PO4 + Н2О NH4CN + Н2О	Ni^2+ + Н2О = NiOH^+ + Н^+ CO3^2– + H2O = HCO3^– + OH^– HCO3^– + НОН = H2CO3 + OH^–
	СоС12 + Н2О K2S + Н2О CuSO4 + К2СО3 + Н2О	Zn^2+ + Н2О = ZnOH^+ + Н^+ PO4^3– + H2O = HPO4^2– +ОН^– FeOH^+ + H2O = Fe(OH)2 + Н^+
	CuSO4 + Н2О CH3COONa + Н2О ZnCl2 + Na2CO3 + H2O	CN^– + H2O = HCN + ОН^– Сu^2+ + H2O= СuОН^+ + Н^+ HPO4^2– + H2O = Н2РО4^– +ОН^–
	Fe2(SO4)3 + H2O Cs2CO3 + Н2О РbСО3 + Н2О	NiOH^+ + H2O = Ni(OH)2 + Н^+ NO2^– + H2O = HNO2 + ОН^– Mg^2+ + H2O = MgOH^+ + Н^+
	СuС12 + Н2О Na2CO3 + Н2О А12(СrO4)3 + Н2О	Рb^2+ + H2O = РbОН^+ + Н^+ S^2– + H2O = HS^– + ОН^– HSO3^– + H2O = H2SO3 + ОН^–
	Cr2(SO4)3 + Н2О Na2S + Н2О A12(SO4)3 + К2СО3 + Н2О	Fe^3+ + H2O = FeOH^2+ + Н^+ CH3COO^– + H2O = CH3COOH + OH^– МnОН^+ + H2O = Мn(OН)2 + Н^+
	NiCl2 + Н2О K2SO3 + Н2О СrС13 + Na2CrO4 + Н2О	CO3^2– + H2O = HCO3^– + ОН^– А1^3+ + H2O = АlOН^2+ + Н^+ HS^– + H2O = H2S + ОН^–
	A12(SO4)3 + Н2О NaCN + Н2О FeCl3 + Na2CO3 + H2O	SO3^2– + H2O = HSO3^– + ОН^– Сr^3+ + H2O = СrОН^2+ + Н^+ СuОН^+ + H2O = Сu(ОН)2 + Н^+
	FeCl2 + H2O K2S + Н2О FeCrO4 + H2O	PO4^3– + H2O = HPO4^2– + OH^– Ni^2+ + H2O = NiOH^+ + Н^+ HCO3^– + НОН = H2CO3 + OH^–
	CoSO4 + Н2О К3РО4 + Н2О NiSO4 + К2СО3 + Н2О	CN^– + H2O = HCN + ОН^– Мn^2+ + H2O = МnОН^+ + Н^+ ZnOH^+ + H2O = Zn(OH)2 + Н^+
	СrС13 + Н2О К2СО3 + Н2О МnС12 + Н2О	Сu^2+ + H2O = СuОН^+ + Н^+ NO2^– + H2O = HNO2 + ОН^– HPO4^2– + H2O = H2PO4^– +ОН^–
	Cu(NO3)2 + Н2О Na2SO3 + Н2О СuС12 + KI + Н2О	S^2– + H2O = HS^– + ОН^– Zn^2+ + H2O = ZnOH^+ + Н^+ А1OН^2+ + H2O = А1(ОН)2^+ + Н^+
	Pb(NO3)2 + H2O Na3AsO4 + H2O Bi(CH3COO)3 + H2O	SO3^2– + H2O = HSO3^– + ОН^– Mg^2+ + H2O = MgOH^+ + Н^+ HS^– + H2O = H2S + ОН^–
	Cr(NO3)3 + H2O CH3COONa + H2O Fe2S3 + H2O	Pb^2+ + H2O = PbOH^+ + Н^+ CO3^2– + H2O = НСО3^– + ОН^– MgOH^+ + H2O = Mg(OH)2 + Н^+
	FeCl3 + H2O NaNO2 + H2O A12(SO4)3 + K2S + Н2О	CH3COO^– + H2O = CH3COOH + OH^– Сr^3+ + H2O = СrОН^2+ + Н^+ HCO3^– + H2O = H2CO3 + OH^–
	FeCl2 + Н2О KCN + Н2О CrCl3 + Na2CO3 + H2O	А1^3+ + H2O = АlOН^2+ + Н^+ А1ОН^2+ + H2O = А1(ОН)2^+ + Н^+ PO4^3– + H2O = HPO4^2– + OH^–
	ZnCl2 + H2O Na3PO4 + H2O A1C13 + K2CO3 + H2O	Fe^2+ + H2O = FeOH^+ + Н^+ NO2^– + H2O = HNO2 + OН^– HSO3^– + H2O = H2SO3 + ОН^–
	A12(SO4)3 + Н2О K3AsO4 + Н2О ZnCO3 + Н2О	CN^– + H2O = HCN + ОН^– Ni^2+ + H2O = NiOH^+ + Н^+ FeOH^2+ + H2O = Fe(OH)2^+ +H^+
	Co(NO3)2 + Н2О Na2S + Н2О Cr(NO3)3 + Na2S + H2O	SO3^2– + H2O = HSO3^– + OH^– Cu^2+ + H2O = CuOH^+ + Н^+ NiOH^+ + H2O = Ni(OH)2 + Н^+

 

НЕКОТОРЫЕ РЕАКЦИИ ГИДРОЛИЗА СОЛЕЙ

 

Гидролиз солей а) Гидролиз солей, образованных слабым основанием и сильной кислотой FeCl3+H2O=FeOHCl2+HCl Fe^3++H2O=FeOH^2++H^+ 2ZnSO4+2H2O=[ZnOH]2SO4+H2SO4 Zn^2++H2O=ZnOH^++H^+ Al2(SO4)3+2H2O=2AlOHSO4+H2SO4 Al^3++H2O=AlOH^2++H^+ характер среды – кислый (наличие в растворе ионов Н^+) б) Гидролиз солей, образованных сильным основанием и слабой кислотой Na2CO3+H2O=NaHCO3+NaOH CO3^2-+H2O=HCO3^-+OH^- Na2S+H2O=NaHS+NaOH S^2-+H2O=HS^-+OH^- характер среды – щелочной (наличие в растворе ионов OН^-)

Взаимное усиление гидролиза (при смешивании растворов солей I и II групп) 2FeCl3+3Na2CO3+3H2O=2Fe(OH)3+6NaCl+3CO2 2Fe^3++3CO3^2-+3H2O=2Fe(OH)3+3CO2 Al2(SO4)3+3Na2CO3+3H2O=2Al(OH)3+3Na2SO4+3CO2 2Al^3++3CO3^2-+3H2O=2Al(OH)3+3CO2 Cr2(SO4)3+3Na2S+6H2O=2Cr(OH)3+3Na2SO4+3H2S 2Cr^3++3S^2-+6H2O=2Cr(OH)3+3H2S

 

 

Эта реакция является результатом сложения трех последовательных реакций (ступеней) гидролиза:

FeCl₃ + H₂O = Fe(OH)Сl₂ + HCl

Fe(OH)Сl₂+ H₂O = Fe(OH)₂Cl + HCl

Fe(OH)₂Cl+ H₂O= Fe(OH)₃ + HCl

Основной вклад в рН раствора вносит первая ступень гидролиза.

Учитывая, что средняя соль FeCl₃ и основная соль Fe(OH)Сl₂ диссоциируют

FeCl₃ = Fe³⁺ + 3Cl^-

Fe(OH)Сl₂ = Fe(OH)²⁺ + 2Cl^-

Перепишем реакцию гидролиза хлорида железа по первой ступени

FeCl₃ + H₂O = Fe(OH) Сl₂ + HCl

в ионном виде:

Fe³⁺ + 3Cl^- + H₂O = Fe(OH)²⁺ + H⁺ + 3Cl^-

или после сокращений

Fe³⁺ + H₂O = Fe(OH)²⁺ + H⁺

Подобные реакции, в которых гидролизу подвергаются катионы соли иногда называют гидролизом по катиону.

Задача 22.

Определите степень окисления атомов элементов в указан­ных соединениях.

 

Вариант	Соединения
	Cl2, HC1, HClO, HclO4
	МnО, Мn2О7, КМnО4, МnО2
	НClO3, Н3РО4, H2SO4, NH3
	Fe2O3, FeO, HNO3, NH4NO3
	H4P2O7, NaClO, Cu2O, CaMnO4
	CrO3, K2CrO4, K2Cr2O7, CrO3
	HNO2, N2, KNO3, FeSO4
	(NH4)2Cr2O7, KNO2, КсlO3, N2O
	HMnO4, H3PO4, PH3, KBrO3
	AgNO3, NO2, H2O2, PbS
	NaCrO2, Na2SO3, H2S, Cr2(SO4)3
	Na3AsO3, Na3AsO4, H3PO4, Na3PO3
	H3AsO4, HC1O2, NaNO2, Na2SO4
	Mn2O3, MnO2, KC1O3, NH4NO2
	Na4P2O7, Na3PO4, Na3PO3, BaCrO4
	NCl3, NH4C1, NaNO2, Ca(HCO3)2
	MnSO4, KC1O2, NaIO3, NH4HSO3
	(NH4)2S2O8, Fe3O4, K2Cr2O7, KO2
	Na2S2O3, FeSO4, NH4NO2, Na2O2
	N2H4, NH3, NaNO2, KMnO4
	NH2OH, Na2CrO4, HPO2, H4As2O5
	H3AsO4, HAsO2, NaBiO3, Na2B4O7
	PbO2, KA1(SO4)2, Hg2(NO3)2, NiCl2
	ВiCl3, Н3ВО3,Na2B4O7, KC1O4
	NH4NO3, NaNO2, P2O5, H3AsS3

 

1.Элемент в простом веществе имеет нулевую степень окисления; 2.Все металлы имеют положжительную степень окисления; 3.Бор и кремний в соединениях имеют положительные степени окисления; 4.Водород имеет в соединениях степень окисления (+1).Исключая гидриды(соединения водорода с металлами главной подгруппы первой-второй групп, степень окисления -1, например Na^+H^-); 5.Кислород имеет степень окисления (-2),за исключением соединения кислорода со фтором O^+2F^-2 и в перекисях(Н2О2 - степень окисления кислорода (-1); 6.Фтор имеет степень окисления (-1)

Приведу таблицу, где указаны постоянные степени для наиболее часто используемых элементов:

Степени окисления	Элементы
+1	Li, Na, K, Rb, Cs, Ag, H (кроме гидридов)
+2	Be, Mg, Ca, Sr, Zn, Cd, Ba
+3	Al, B
-1	F,{ Cl, Br, I-если соединены с водородом или металлами}
-2	O,{ S, Se, Te-в соединениях с водородом и металлами}
-3	{N, P, As}-в соединениях с водородом и металлами

Порядок определения степеней окисления в соединениях.

Пример. Определить степени окисления в соединении K2Cr2O 7. У двух химических элементов калия и кислорода степени окисления постоянны и равны соответственно +1 и -2. Число степеней окисления у кислорода равна (-2)·7=(-14), у калия (+1)·2=(+2). Число положительных степеней окисления равно числу отрицательных. Следовательно (-14)+(+2)=(-12). Значит у атома хрома число положительных степеней равно 12, но атомов 2, значит на один атом приходится (+12):2=(+6), записываем степени окисленя над элементами К^+2Cr^+62O^-27

Задача 23.

Укажите, в каких случаях происходит процесс окисле­ния, а в каких — восстановления.

Вариант	Примеры
	SO2 → H2SO4; Br2 → HBr; HNO3 → NO; P → H3PO4
	HC1O → HC1; H2SO3 → H2SO4; I2 → HIO3; FeCl2 → FeCl3
	H2S → S; P2O5 → P; С → CO; Cu → Cu(NO3)2
	K2Cr2O7 → Cr2(SO4)3; PbO2 → PbCl2; HC1 → Cl2; I2 → HI
	KMnO4 → MnSO4; NaNO2 → NaNO3; NaI → I2; MnO2 → MnSO4
	Cr(OH)3 → K2CrO4; Br2 → KBr; PbO2 → PbSO4; MnSO4 →HMnO4
	FeSO4 → Fe2(SO4)3; HNO3 → NO2; KC1O3 → KC1; KClO3 → O2
	HC1 → H2; Al → A1C13; NaH → H2; Al → NaA1O2
	NaNO3 → NO; Hg → HgSO4; HC1O → HC1; H2S → H2SO4
	НСlO3 → С12; НС1 → С12; С12 → NaCl; С12 → NaClO
	I2 → AgIO3; I2 → AgI; FeS → Fe2O3; FeS → SO2
	FeS → Fe(NO3)3; FeS → S; Na2Cr2O7 → Cr2(SO4)3; NaNO2 → NaNO3
	HMnO4 → H2MnO4; HMnO4 → MnO2; HgO → Hg; HgO → O2
	Na2SO3 → Na2SO4; Pb(NO3)2 → PbO2; Pb(NO3)2 → NO2; Pb(NO3)2→O2
	HC1→ Cl2;MnO2 → MnCl2; H2S → S; SO2→ S
	Ag2SeO3 → Ag2SeO4; Br2 → HBr; K2CrO4 → Cr(OH)3; (NH4)2S → S
	CuCl2 → CuCl; SO2 → H2SO4; P → H3PO4; CuSO4 → Cu
	AgNO3 → Ag; AsH3 → H3AsO4;KC1O3 → KC1O4; KC1O3 → KC1
	Al → A12(SO4)3; KC1O4 → KC1; AsH3 → H3AsO4; HC1O3 → HC1
	SnCl2 → SnCl4; HNO2 → NO; HNO2 → HNO3; Br2 → HBr
	Bi2S3 → Bi(NO3)2; Bi2S3 → S; HNO3 → NO; H2SeO3 → H2SeO4
	PH3 → H3PO4; KMnO4 → MnSO4; FeO → Fe(NO3)3; HNO3 → NO2
	H2O2 → O2; AuCl3 → Au; K2CuO2 → Cu2O3; Na2O2 → Na2O
	С → CO; SiO2 → SiCl2; N2H4 → NH3; HNO2 → NH3
	Na2S2O3 → Na2SO4; KMnO4 → MnSO4; SO2 → Na2S2O3; H2S → Na2SO3

 

Окисление

Окисление - процесс отдачи электронов, с увеличением степени окисления.

При окисле́нии вещества в результате отдачи электронов увеличивается его степень окисления. Атомы окисляемого вещества называются донорами электронов, а атомы окислителя — акцепторами электронов.

В некоторых случаях при окислении молекула исходного вещества может стать нестабильной и распасться на более стабильные и более мелкие составные части (см. Свободные радикалы). При этом некоторые из атомов получившихся молекул имеют более высокую степень окисления, чем те же атомы в исходной молекуле.

Окислитель, принимает електроны

[править] Восстановление

Восстановле́нием называется процесс присоединения электронов атомом вещества, при этом его степень окисления понижается.

При восстановлении атомы или ионы присоединяют электроны. При этом происходит понижение степени окисления элемента. Примеры: восстановление оксидов металлов до свободных металлов при помощи водорода, углерода, других веществ; восстановление органических кислот в альдегиды и спирты; гидрогенизация жиров и др.

Восстановитель, отдавая электроны, приобретает окислительные свойства, превращаясь в сопряжённый окислитель:

восстановитель — e⁻ ↔ сопряжённый окислитель.

Несвязанный, свободный электрон является сильнейшим восстановителем.

Задача 24.

Допишите продукты реакции, методом электронного баланса расставьте коэффициенты, укажите окислитель и восстановитель в данной ОВР.

 

Вари­ант	Процесс
	KMnO4 + FeSO4 + H2SO4 →
	Na2Cr2О7 + NaNO2 + H2SO4 →
	K2Cr2O7 + FeSO4 + H2SO4 →
	KMnO4 + KBrO + KOH →
	KMnO4 + KNO2 + H2SO4 →
	K2Cr2O7 + HI + H2SO4 →
	Na2SnO2 + Br2 + NaOH →
	KMnO4 + SnCl2 + HC1 →
	MnO2 + NaI + H2SO4 →
	PbO2 + Mn(NO3)2 + HNO3 →
	K2Cr2O7 + H2S + H2SO4 →
	K2Cr2O7 + HI + H2SO4 →
	КClO3 + FeSO4 + H2SO4 →
	MnO2 + KNO3 + KOH →
	MnSO4 + КClO3 + KOH →
	KMnO4 + Na2SO3 + KOH →
	K2Cr2O7 + Na2SO3 + H2SO4 →
	KMnO4 + H3PO3 + H2SO4 →
	KMnO4 + Na3AsO3 + KOH →
	H2SO3 + H3AsO4 →
	CrBr3 + H2O2 + NaOH →
	H2SeO3 + НClO3 →
	NaCrO2 + H2O2 + NaOH →
	HNO2 + KMnO4 + HgSO4 →
	KMnO4 + H2S + KOH →

 

Окисление потеря электронов, т.е. повышение степени окисления. Окислитель присоединяет электроны, сам восстанавливается, понижает свою степень окисления	Восстановление приобретение электронов, т.е. понижение степени окисления. Восстановитель отдает электроны, сам окисляется, повышает свою степень окисления
Число электронов, отдаваемых восстановителем, равно числу электронов, присоединяемых окислителем

Задача 25. Напишите схемы катодного и анодного процессов при электролизе раствора соли с инертными электродами. Рассчи­тайте массу (для газа — объем при н.у.) выделяющегося на катоде вещества при заданных условиях.

 

Вари­ант	Соль	Сила тока, А	Время
	Na2SO4		1,5 ч
	CuSO4		40 мин
	NiCl2		0,5 ч
	CuCl2	2,5	25 мин
	Pb(NO3)2		1 ч
	Ca(NO3)2		50 мин
	FeCl3	1,5	30 мин
	KNO3	3,5	45 мин
	KC1		1,5 ч
	Cr2(SO4)3	2,3	35 мин
	SnCl2	1,7	42 мин
	Cd(NO3)2	0,8	1,2 ч
	A1C13		1 ч
	AgNO3	0,6	20 мин
	FeCl2		10 мин
	ZnSO4		1,2 ч
	MnSO4		1,5 ч
	Co(NO3)2	0,8	50 мин
	Zn(NO3)2	0,5	2,5 ч
	MgCl2	0,3	2 ч
	NaNO3	5,5	1,5 ч
	NaBr		1 ч
	K2SO4	3,5	40 мин
	PtCl4		10 мин
	PtCl2	0,9	1 ч

 

Задача 26. Составьте схему гальванического элемента из двух полуэлементов, напишите уравнение токообразующей реакции, рассчитайте ЭДС и изменение свободной энергии Гиббса ΔG для составленного гальванического элемента.

 

Ва­риант	Концентрация катионов полуэлементов, моль/л
первого	второго
	Zn/Zn^2+ – 0,01	Ag/Ag^+ – 0,02
	Mg/Mg^2+ – 0,1	Ag/Ag+ – 0,01
	Zn/Zn^2+ – 0,05	Cd/Cd^2+ – 0,02
	Cu/Cu^2+ – 0,002	Cu/Cu^2+ – 0,2
	Pb/Pb^2+ – 0,1	Cu/Cu^2+ – 1
	Ag/Ag^+ – 0,001	Ag/Ag^+ – 1
	Zn/Zn^2+ – 0,01	Ni/Ni^2+ – 0,01
	Fe/Fe^2+ – 0,1	Cu/Cu^2+ – 0,01
	Mn/Mn^2+ – 0,02	Ag/Ag^2+ – 0,01
	Fe/Fe^2+ – 0,1	Cr/Cr^3+ – 0,1
	Ni/Ni^2+ – 0,05	Cu/Cu^2+ – 0,1
	Sn/Sn^2+ – 0,02	Cu/Cu^2+ – 0,2
	Mg/Mg^2+ – 0,05	Cu/Cu^2+ – 0,5
	Рb/Рb^2+ – 0,05	Ag/Ag^+ –0,1
	Н2/2Н^+ – 0,1	Au/Au^3+ – 1
	Н2/2Н^+ – 1	Cd/Cd^2+ – 0,1
	Н2/2Н^+ – 0,01	Zn/Zn^2+ – 0,01
	Fe/Fe^2+ – 0,02	Ag/Ag^+ – 0,2
	Mg/Mg^2+ – 2	Mg/Mg^2+ – 0,01
	Cu/Cu^2+ – 0,2	Au/Au^3+ – 1
	Н2/2Н^+ – 0,02	Ag/Ag+ – 0,01
	Н2/2Н^+ – 1	Ni/Ni^2+ – 0,1
	А1/А1^3+ – 0,01	Cr/Cr^3+ – 0,5
	А1/А1^3+ – 0,05	Cd/Cd^2+ – 0,5
	Cd/Cd^2+ – 0,001	Co/Co^2+ – 0,01

 

Задача 27. Два металла находятся в контакте друг с другом. Какой из металлов будет корродировать при попадании их в электроли­тически проводящую среду? Составьте схему коррозионного гальванического элемента и уравнения реакции анодного окисления и катодного восстановления.

 

Вари­ант	Контакти­рующие металлы	Среда электролита
	Fe, Ag	Влажный воздух
	Fe, Cu	Соляная кис­лота
	Zn, Fe	Влажный воз­дух с СО2
	Zn, Ag	Раствор H2SO4
	Fe, Сu	Раствор CuSO4
	Fe, Sn	Влажная ат­мосфера
	Fe, Sn	Вода, насы­щенная Н2
	Fe, Ni	Вода, насы­щенная СО2
	Cr, Сu	Раствор НС1
	Al, Сu	Раствор СuС12
	Mg, Ag	Морская вода
	Mg, Sn	Влажный воз­дух с СО2
	Co, Fe	Влажный воз­дух
	Fe, Cr	Влажные пары HBr
	Zn, Ag	Морская вода
	Cu, Sn	Вода, насыщен­ная О2
	Cr, Pb	Раствор H2SO4
	Fe, Pb	Кислая среда
	Fe, Mg	Вода, насыщен­ная О2
	Zn, Ag	Влажный воз­дух
	Zn, Pb	Раствор H2SO3
	Pb, Cu	Водный рас­твор ZnCl2 (гид­ролиз)
	Zn, Cr	Раствор H2S
	Pb,Ag	Влажный воздух
	Zn, Ni	Вода, насыщен­ная О2

 

МЕХАНИЗМ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ КОРРОЗИИ

Коррозия металла в растворах электролитов протекает через анодное окисление металла

и катодное восстановление окислителя (деполяризатора D)

Схема коррозионного гальванического элемента может быть представлена следующим образом:

Важнейшими деполяризаторами, вызывающими коррозию, являются растворенный кислород (O₂) и ионы водорода (H⁺).

1. Коррозия с участием кислорода протекает с его поглощением, и ее называют коррозией с кислородной деполяризацией.

в кислой среде (рН < 7)

в нейтральных и основных средах (рН > 7)

1. Коррозия с участием ионов водорода сопровождается выделением водорода, и ее называют коррозией с водородной деполяризацией.

в кислой среде (рН < 7)

в нейтральных и основных средах (рН > 7)

Кроме электрохимических реакций при коррозии обычно протекают вторичные химические реакции, например, взаимодействие ионов металла с гидроксид-ионами, концентрация которых повышается в результате катодных реакций:

Meⁿ⁺ + nOH^- = Me(OH)_n

 

 

Железное изделие покрыли никелем.Какое это покрытие-анодное или катодное?Почему?Составьте электронные уравнения анодного и катодного процессов коррозии этого изделия при нарушении покрытия во влажном воздухе и в хлороводородной (соляной)кислоте.Какие продукты коррозии образуются в первом и во втором случаях?

По справочнику определим значения стандартных электродных потенциалов:
E⁰(Ni²⁺/Ni) = - 0,25 В
E⁰(Fe²⁺/Fe) = - 0,44 В

Т.к. E⁰(Fe²⁺/Fe) < E⁰(Ni²⁺/Ni), то никелевое покрытие будет катодным.

Схема электродных процессов в кислой среде::
А(-)/Fe: Fe⁰---> Fe²⁺ + 2e
К(+)/Ni: 2H⁺ + 2e ---> Н₂

Fe + 2HCl = FeCl₂ + Н₂

Во влажном воздухе:

Схема электродных процессов:
А(-)/Fe: Fe⁰ ---> Fe²⁺ + 2e
К(+)/Ni: 2H₂O + O₂ + 4e ---> 4 OH^-

2Fe + 2H₂O + O₂ = 2Fe(OH)₂
Затем идет дальнейшее окисление до трехвалентного железа.

 

 

Металл Cu покрыт металлом Ag. Какой из металлов будет корродировать в случае разрушения поверхности покрытия? Коррозия происходит в щелочной среде. Составьте схему процессов, происходящих на электродах образующегося гальванического элемента.
Заранее спасибо)

Схема коррозионного элемента:

(-) Cu | H₂O, OH^-, O₂ | Ag (+)

Корродирует медь.
Схемы электродных процессов:

An(-) Cu = Cu²⁺ + 2e
Kt(+) O₂ + 2H₂O + 4e = 4OH^-

 

ТАБЛИЦА СТ.ЭЛ.ПОТЕНЦИАЛОВ

http://www.galvanicworld.com/practicals/manual_729.html

Задача 28. Напишите уравнения следующих превращений. Номер варианта соответствует номеру превращения.

1. Никель → Нитрат никеля(II) → Гидроксид никеля(II) → Сульфат гидроксоникеля(II) → Сульфат никеля(II) → Гидросульфат никеля(II).

СrС1₃ → Сr(ОН)₃ → Na₃[Cr(OH)₆] → Сr(ОН)₃ → Сr₂О₃

2. Оксид фосфора(V) → Ортофосфат натрия → Ортофосфорная кислота → Дигидроортофосфат кальция → Орто­фосфат кальция → Ортофосфат гидроксокальция.

А1(ОН)₃ → Na₃[Al(OH)₆] → А1(0Н)₃ → А1₂О₃ → A1₂(SO₄)₃

3. Гидроксид железа(II) → Оксид железа(II) → Сульфит железа(II) → Гидросульфит железа(II) → Сульфит железа(II) → Сульфит гидроксожелеза(II).

ZnO → K₂[Zn(OH)₄] → Zn(OH)₂ → ZnO → ZnSO₄

4. Кобальт → Нитрат кобальта(II) → Нитрат гидроксокобальта(II) → Гидроксид кобальта(II) → Ортофосфат кобальта(II) → Гидроортофосфат кобальта(II).

SbCl₃ → Sb(OH)₃ → Na₃[Sb(OH)₆] → Sb(OH)₃ → Sb₂O₃

5. Гидроксид аммония → Гидроортофосфат аммония → Ортофосфат аммония → Гидроксид аммония → Хло­рид аммония → Аммиак.

ВеО → К₂[Ве(ОН)₄] → Ве(ОН)₂ → ВеО → BeSO₄

6. Сульфат марганца(II) → Гидроксид марганца(II) → Сульфат гидроксомарганца(II) → Сульфат марганца → Гидроксид марганца(II) → Оксид марганца(II).

РbС1₂ → Рb(ОН)₂ → К₂[Рb(ОН)₄] → Рb(ОН)₂ → PbSO₄

7. Олово → Сульфат олова(II) → Сульфат гидроксоолова(II) → Гидроксид олова(II) → Гидросульфат олова(II) → Сульфат олова(II).

Cr(NO₃)₃ → Сr(ОН)₃ → К₃[Сr(ОН)₆] → Сr(ОН)₃ → Cr₂(SO₄)₃

8. Ортофосфат цинка → Дигидроортофосфат цинка → Ор­тофосфат цинка → Гидроксид цинка → Нитрат гидроксоцинка → Нитрат цинка.

ZnO →ZnCl₂ → Zn(OH)₂ → K₂[Zn(OH)₄] → Zn(OH)₂

9. Сульфат железа(III) → Гидросульфат железа(III) → Сульфат железа(III) → Гидроксид железа(III) → Суль­фат дигидроксожелеза(III) → Сульфат железа(III).

ZnO → K₂[Zn(OH)₄] → Zn(OH)₂ → ZnO → ZnSO₄

10. Диоксид углерода → Карбонат кальция → Гидрокарбо­нат кальция → Карбонат кальция → Оксид кальция → Сульфат гидроксокальция.

A1₂(SO₄)₃ → А1(ОН)₃ → Na₃[Al(OH)₆] → А1(OН)₃ → А1₂О₃

11. Серная кислота → Сульфат магния → Гидросульфат магния → Гидроксид магния → Хлорид гидроксомагния → Хлорид магния.

Pb(NO₃)₂ → Pb(OH)₂ → K₂[Pb(OH)₄] → Pb(OH)₂ → РbО

12. Барий → Гидроксид бария → Нитрат гидроксобария → Нитрат бария → Карбонат бария → Гидрокарбонат бария

Zn(NO₃)₂ → Zn(OH)₂ → K₂[Zn(OH)₄] → Zn(OH)₂ → ZnCl₂

13. Магний → Хлорид магния → Хлорид гидроксомагния → Гидроксид магния → Дигидроортофосфат маг­ния → Ортофосфат магния.

ВеС1₂ → Ве(ОН)₂ → К₂[Ве(ОН)₄] → Ве(ОН)₂ → ВеО

14. Алюминий → Сульфат алюминия → Сульфат дигидроксоалюминия → Сульфат алюминия → Гидросульфат алю­миния → Гидроксид алюминия.

H₂SO₄ → SnSO₄ → Sn(OH)₂ → Na₂[Sn(OH)₄] → Sn(OH)₂

15. Кальций → Гидроксид кальция → Фосфат гидроксо­кальция → Ортофосфат кальция → Дигидроортофосфат кальция → Ортофосфат кальция.

К₂[Рb(ОН)₄] → Рb(ОН)₂ → Pb(NO₃)₂ → Pb(OH)₂ → РbО

16. Диоксид серы → Сульфит кальция → Гидроксид каль­ция → Сульфит кальция → Сульфит гидроксокальция → Сульфит кальция.

КОН → K₂[Zn(OH)₄] → Zn(OH)₂ → ZnO → ZnSO₄

17. Медь → Сульфат меди(II) → Гидросульфат меди(II) → Сульфат меди(II) → Сульфат гидроксомеди(II) → Сульфат меди(II).

А1₂О₃ → A1₂(SO₄)₃ → А1(ОН)₃ → К₃[А1(ОН)₆] → А1(ОН)₃

18. Оксид магния → Сульфат магния → Гидросульфат маг­ния → Сульфат магния → Сульфат гидроксомагния → Гидроксид магния.

Сr(ОН)₃ → Сr₂О₃ → К₃[Сr(ОН)₆] → Сr(ОН)₃ → Cr₂(SO₄)₃

19. Железо → Нитрат железа(III) → Нитрат гидроксожелеза(III) → Гидроксид железа(III) → Гидросульфат железа(III) → Сульфат железа(III).

Ве(ОН)₂ → Na₂[Be(OH)₄] → Ве(ОН)₂ → BeSO₄

20. Гидроксид цинка → Сульфат гидроксоцинка → Суль­фат цинка → Гидросульфат цинка → Сульфат цинка → Гидроксид цинка.

K₂[Sn(OH)₄] → Sn(OH)₂ → SnCl₂ → Sn(OH)₂ → SnO

21. Медь → Хлорид меди(II) → Ортофосфат меди(II) → Дигидроортофосфат меди(II) → Ортофосфат меди(II) → Ортофосфат гидроксомеди(II).

SnCl₄ → Sn(SO₄)₂ → Sn(OH)₄ → K₂[Sn(OH)₆] → Sn(OH)₄

22. Алюминий → Нитрат алюминия → Гидроксид алюми­ния → Дигидроортофосфат алюминия → Ортофосфат алю­миния → Ортофосфат дигидроксоалюминия.

К₃[Сr(ОН)₆] → Сr(ОН)₃ → Cr(NO₃)₃ → Сr(ОН)₃ → Na₃[Cr(OH)₆]

23. Хлорид дигидроксохрома(III) → Хлорид хрома(III) → Гидроксид хрома(III) → Сульфат хрома(III) → Гидро­сульфат хрома(III) → Сульфат хрома(III).

ZnSO₄ → Zn(OH)₂ → Na₂[Zn(OH)₄] → Zn(OH)₂ → ZnO

24. Сульфат олова(II) → Гидроксид олова(II) → Оксид олова(II) → Гидросульфат олова(II) → Сульфат олова(II) → Сульфат гидроксоолова(II).