Коррозия металлов и защита от нее

 

ОПЫТ 1. Удаление защитной пленки с металла.

 

Уравнение, описывающее разрушение защитной пленки на магнии:

 

2NH₄Cl + Mg(OH)₂ = MgCl₂ + 2NH₄OH

 

При добавлении в пробирку раствора хлорида аммония происходит быстрое растворение магния ________________________________________.

 

Уравнение взаимодействия магния с водой:

 

ОПЫТ 2. Разрушение защитной пленки.

 

Реакция взаимодействия алюминия с раствором хлорида меди (II) и выделением металлической меди:

 

Al + CuCl₂ =

 

Ионная реакция гидролиза Cu²⁺ c образованием ионов водорода Н⁺:

 

Cu²⁺ + H₂O = CuOH⁺ + H⁺

 

Cхема образующейся микрогальванопары из имеющихся в растворе ионов водорода, алюминия и меди:

 

Анод (–) Al ½ H⁺ ½ Cu Катод (+)

 

Электродные реакции:

Анод (–) _____________________ окисление более активного металла,

 

Катод (+) ____________________ восстановление ионов водорода.

 

В растворе хлорида меди (II) реакция протекает быстрее потому что______________________________________________________________.

 

 

ОПЫТ 3. Коррозия при контакте различных металлов.

 

 

Рис. 11.3. Согнутая стеклянная трубка

 

1. При действии кислоты на металлический цинк протекает реакция:

 

2. При соприкосновении цинковой и медной пластинок образуется микрогальванопара:

 

Анод (–) ½ H₂SO₄ ½ Катод (+)

 

Уравнения процессов, протекающих на аноде и катоде:

 

Анод (–) __________________ окисление более активного металла,

 

Катод (+) ________________восстановление в кислой среде ионов водорода.

Продукт коррозии – ___________.

 

При контакте меди с цинком водород начинает выделяться на меди потому, что ______________________________________________________.

ОПЫТ 4. Образование микрогальванопар.

 

Реакция цинка с серной кислотой и с сульфатом меди (II) в первой пробирке:

 

 

Схема образующейся микрогальванопары во второй пробирке при добавлении сульфата меди (II):

 

 

Анод (–) ½ H₂SO₄ ½ Катод (+)

 

Уравнения процессов, протекающих на аноде и катоде:

 

Анод (–) __________________ окисление более активного металла,

 

Катод (+) ________________восстановление в кислой среде ионов водорода.

 

Возросла скорость выделения водорода при добавлении во вторую пробирку сульфата меди (II) вследствие _______________________________ _____________________________________.

 

ОПЫТ 5. Электрохимическая коррозия луженого и оцинкованного железа.

 

1. Оцинкованное железо, среда серной кислоты.

 

Схема образующейся микрогальванопары:

 

Анод (–) ½ H₂SO₄ ½ Катод (+)

 

Уравнения процессов, протекающих на аноде и катоде:

 

Анод (–) __________________ окисление более активного металла,

 

Катод (+) ________________восстановление в кислой среде ионов водорода.

 

Продукт коррозии ______________.

 

Железо, покрытое слоем цинка (оцинкованное железо) относится к металлическому покрытию _____________________ типа.

 

При добавлении в пробирку гексацианоферрата (III) калия K₃[Fe(CN)₆] синее окрашивание не появилось так как в растворе нет ионов _________.

 

2. Луженое железо, среда серной кислоты:

 

Схема образующейся микрогальванопары:

 

Анод (–) ½ H₂SO₄ ½ Катод (+)

 

Уравнения процессов, протекающих на аноде и катоде:

 

Анод (–) __________________ окисление более активного металла,

 

Катод (+) ________________восстановление в кислой среде ионов водорода.

 

Продукт коррозии ____________.

 

Железо, покрытое слоем олова (луженое железо) относится к металлическому покрытию _____________________ типа.

 

При добавлении в пробирку гексацианоферрата (III) калия K₃[Fe(CN)₆] появилось синее окрашивание так как в растворе появились ионы ______.

 

Уравнение данной реакции:

 

ОПЫТ 6. Коррозия как результат различного доступа кислорода.

 

 

Рис. 11.2. Коррозия железа под каплей воды.

 

По окружности капли появилось розовое окрашивание. Оно вызвано ионами _______, в центре синее окрашивание за счет ионов ________.

 

Схема образующейся микрогальванопары:

 

Анод (–) ½ H₂O, О₂ ½ Катод (+)

 

Уравнения процессов, протекающих на аноде и катоде:

 

Анод (–) ______________________ окисление более активного металла,

 

Катод (+) _________________________восстановление в нейтральной среде кислорода, растворенного в воде.

 

Продукт коррозии ____________.

 

ОПЫТ 7. Протекторная защита.

 

1. Пластинка луженого железа и цинковая, не соединенные между собой.

 

Схема образующейся микрогальванопары:

 

Анод (–) ½ H₂SO₄ ½ Катод (+)

 

Уравнения процессов, протекающих на аноде и катоде:

 

 

Анод (–) __________________ окисление более активного металла,

 

Катод (+) ________________восстановление в кислой среде ионов водорода.

 

Продукт коррозии ____________.В растворе появляются ионы _____ и он окрашивается в синий цвет.

 

2. Пластинка луженого железа и цинковая, соединенные между собой.

 

Схема образующейся микрогальванопары:

 

Анод (–) ½ H₂SO₄ ½ Катод (+)

 

Уравнения процессов, протекающих на аноде и катоде:

 

Анод (–) _______________________ окисление более активного металла,

 

Катод (+) _______________________восстановление в кислой среде ионов водорода.

 

Продукт коррозии ______________.

 

Происходит разрушение ____________________ пластинки, которая является протектором и защищает ____________________, поэтому в растворе отсутствуют ионы _________ и синее окрашивание не появляется.

 

ОПЫТ 8. Нанесение металлического покрытия. Никелирование меди.

 

Никелирование методом электролиза с растворимым никелевым анодом.

 

Схема процесса электролиза.

 

Диссоциация сульфата никеля (II) и воды:

 

NiSO₄ ®

 

H₂O =

 

К аноду из раствора притягиваются ионы:

 

К катоду из раствора притягиваются ионы:

 

Реакции на электродах:

 

Анод (+) – Ni______________________ процесс ____________________,

 

Катод (–) – Cu_____________________ процесс ____________________.

______________________

 

Дата выполнения работы __________________,

 

Подпись преподавателя ____________________.

 

Лабораторная работа №12

КОМПЛЕКСНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ

 

ОПЫТ 1. Образование и диссоциация соединений с комплексным анионом.

 

Уравнения реакций образования K[BiJ₄] в молекулярной форме:

 

1.Bi(NO₃)₃ + KJ ® BiJ₃¯ +

 

2. BiJ₃ + KJ ®

 

в ионной форме:

 

1.

 

2.

 

Цвет осадка BiJ₃ _____________, цвет полученного раствора K[BiJ₄]

__________________ за счет присутствия иона ________________.

 

В полученном комплексном соединении K[BiJ₄] – тетраиодовисмутате калия комплексообразователем является ________, лигандами – ионы ______.

Уравнения электролитической диссоциации K[BiJ₄]:

 

1 ступень диссоциации – K[BiJ₄] ®

 

2 ступень диссоциации –

 

Выражение для константы нестойкости комплексного аниона:

 

К_н = –––––––––––––––––––––––––.

 

ОПЫТ 2. Образование и диссоциация соединений с комплексным катионом.

 

Молекулярные уравнения образования осадков гидроксидов:

 

1. NiSO₄ + NH₄OH ® Ni(OH)₂¯ +

 

2. ZnSO₄ + NH₄OH ® Zn(OH)₂¯ +

 

3. CuSO₄ + NH₄OH ® Cu(OH)₂¯ +

 

Уравнения реакций в сокращенной ионной форме:

 

1. __________________________________________________,

 

2. __________________________________________________,

 

3. __________________________________________________.

 

Молекулярные уравнения растворения гидроксидов и образования комплексных оснований, содержащих комплексный катион:

 

1. Ni(OH)₂¯+ NH₄OH ® [Ni(NH₃)₆](OH)₂ +

 

2. Zn(OH)₂¯+ NH₄OH ® [Zn(NH₃)₄](OH)₂ +

 

3. Cu(OH)₂¯+ NH₄OH ® [Cu(NH₃)₄](OH)₂ +

 

Цвет осадков гидроксидов и комплексных катионов полученных комплексных соединений:

 

1. Ni(OH)₂¯_________________ [Ni(NH₃)₆]²⁺ ______________________,

 

2. Zn(OH)₂¯_________________ [Zn(NH₃)₄]²⁺ ______________________,

 

2. Cu(OH)₂¯ ________________ [Cu(NH₃)₄]²⁺ ______________________.

 

Уравнения электролитической диссоциации комплексных оснований.

 

1 ступень диссоциации:

 

1. [Ni(NH₃)₆](OH)₂ ®

 

2. [Zn(NH₃)₄](OH)₂ ®

 

3. [Cu(NH₃)₄](OH)₂ ®

 

 

2 ступень диссоциации:

 

1. [Ni(NH₃)₆]²⁺ ®

 

2. [Zn(NH₃)₄]²⁺ ®

 

3. [Cu(NH₃)₄]²⁺ ®

 

Выражения для констант нестойкости комплексных катионов:

 

К₁ = ––––––––––––––––––––––––––––,

 

 

К₂ = ––––––––––––––––––––––––––––,

 

 

К₃ = ––––––––––––––––––––––––––––.

 

 

ОПЫТ 3. Образование соединения, содержащего комплексный катион и анион.

 

Уравнение реакции образования осадка гексацианоферрата (II) никеля:

 

K₄[Fe(CN)₆] + NiSO₄ ® Ni₂[Fe(CN)₆]¯ +

 

Уравнение реакции растворения образовавшегося осадка гексациано-

феррата (II) никеля в 25%-ном растворе аммиака:

 

Ni₂[Fe(CN)₆]¯ + NH₄OH ® [Ni(NH₃)₆]₂[Fe(CN)₆]¯ +

 

 

ОПЫТ 4. Обменная реакция гексацианоферрата (II) калия с солью меди

 

Уравнение реакции образования гексацианоферрата (II) меди:

 

K₄[Fe(CN)₆] + CuSO₄ ® Cu₂[Fe(CN)₆]¯ +

 

Цвет образовавшегося осадка Cu₂[Fe(CN)₆]¯ _________________.

 

 

ОПЫТ 5. Различие между простыми и комплексными ионами железа

 

А. Уравнение качественной реакции на ион Fe³⁺.

 

Молекулярное уравнение:

 

FeCl₃ + KCNS ®

 

 

Б. Исследование раствора K₃[Fe(CN)₆] на присутствие ионов Fe³⁺.

 

K₃[Fe(CN)₆] + KCNS ®

 

Раствор __________________ цвет. Следовательно ион ______ в растворе

 

K₃[Fe(CN)₆] _____________________________.

 

В. Качественная реакция на комплексный ион [Fe(CN)₆]^3–.

 

Первая пробирка:

 

FeCl₃ + FeSO₄ ®

 

Окраска раствора _______________________, так как в нем ____________________ ион [Fe(CN)₆]^3–.

 

Вторая пробирка:

 

K₃[Fe(CN)₆] + FeSO₄ ® Fe₃[Fe(CN)₆]₂¯ +

 

Образовался осадок __________________________. Это качественная реакция на комплексный ион _______________.

 

ОПЫТ 6. Диссоциация двойных и комплексных солей

 

А. Диссоциация в растворе соли Мора:

 

(NH₄)₂SO₄ × FeSO₄ × 6H₂O = 2NH₄⁺ + 2SO₄^2– + Fe²⁺ + 6 H₂O.

 

Молекулярные уравнения качественных реакций на ионы:

 

1. FeSO₄ + (NH₄)₂S ® FeS¯ +

 

2. FeSO₄ + BaCl₂ ® BaSO₄¯ +

 

3. (NH₄)₂SO₄ + NaOH ® NH₃­ + H₂O +

 

Краткие ионные уравнения качественных реакций:

 

1.

 

2.

 

3.

Эти реакции указывают на присутствие в растворе соли Мора следующих ионов:

 

1. ионов __________, 2. ионов ____________, 3. ионов ____________.

 

Б. Диссоциация в растворе гексацианоферрата (II) калия:

 

K₄[Fe(CN)₆] ® 4K⁺ +[Fe(CN)₆]^4–.

 

При добавлении в пробирку с раствором K₄[Fe(CN)₆] раствора (NH₄)₂S черный осадок ___________________, следовательно ион _______ в растворе _____________________.

 

Процессы диссоциации двойных и комплексных солей отличаются ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

Дата выполнения работы ________________________.

 

Подпись преподавателя _________________________.

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

Лабораторная работа № 1. 3

РАСТВОРЫ, СПОСОБЫ ВЫРАЖЕНИЯ ИХ КОНЦЕНТРАЦИИ.. 3

Лабораторная работа № 2. 4

ЖЕСТКОСТЬ ВОДЫ И МЕТОДЫ ЕЕ УМЯГЧЕНИЯ.. 4

Лабораторная работа № 3. 6

ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКАЯ ДИССОЦИАЦИЯ.. 6

Лабораторная работа № 4. 10

ГИДРОЛИЗ СОЛЕЙ.. 10

Лабораторная работа № 5. 13

ТЕПЛОВЫЕ ЭФФЕКТЫ И НАПРАВЛЕНИЕ ХИМИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ.. 13

Лабораторная работа № 6. 18

ХИМИЧЕСКАЯ КИНЕТИКА И РАВНОВЕСИЕ. 18

Лабораторная № 7. 21

ОКИСЛИТЕЛЬНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ РЕАКЦИИ.. 21

Лабораторная работа № 8. 26

ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ.. 26

Лабораторная работа №9. 32

ГАЛЬВАНИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ.. 32

Лабораторная работа №10. 36

ЭЛЕКТРОЛИЗ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ СОЕДИНЕНИЙ.. 36

Лабораторная работа №11. 39

КОРРОЗИЯ МЕТАЛЛОВ И ЗАЩИТА ОТ НЕЕ. 39

Лабораторная работа №12. 44

КОМПЛЕКСНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ.. 44