Номер 5, страница 151 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 32. Магний и его соединения. Глава 3. Металлы главных подгрупп - номер 5, страница 151.

Условие.

5. Вспомните, на чём основано использование магния и его сплавов для защиты стальных изделий от коррозии.

Решение.

Решение 2.

Решение

Использование магния и его сплавов для защиты стальных изделий от коррозии основано на электрохимическом методе, который называется протекторной или жертвенной защитой. Суть этого метода заключается в создании гальванической пары, где защищаемый металл (сталь) становится катодом, а специальный протектор из более активного металла — анодом.

Сталь представляет собой сплав на основе железа ($Fe$). В электрохимическом ряду напряжений металлов магний ($Mg$) является значительно более активным металлом, чем железо. Это отражается в их стандартных электродных потенциалах: потенциал магния ($E^0(Mg^{2+}/Mg) = -2.37 \text{ В}$) намного более отрицателен, чем у железа ($E^0(Fe^{2+}/Fe) = -0.44 \text{ В}$).

Когда магниевый протектор находится в электрическом контакте со стальным изделием в среде электролита (например, во влажной почве или морской воде), образуется гальванический элемент. В этом элементе более активный металл — магний — выполняет роль анода и начинает корродировать (окисляться), "жертвуя" собой. Процесс на аноде можно описать уравнением:

$Mg \rightarrow Mg^{2+} + 2e^-$

Электроны, отданные магнием, перемещаются к стальному изделию, которое становится катодом. На поверхности стали протекает процесс восстановления, как правило, растворенного в воде кислорода, а не окисление железа. Процесс на катоде:

$O_2 + 2H_2O + 4e^- \rightarrow 4OH^-$

Таким образом, основной процесс коррозии — окисление железа ($Fe \rightarrow Fe^{2+} + 2e^-$) — подавляется, и стальная конструкция остается защищенной до тех пор, пока магниевый протектор полностью не разрушится.

Ответ: Использование магния и его сплавов для защиты стальных изделий от коррозии основано на явлении электрохимической протекторной (жертвенной) защиты. Магний, как более активный металл по сравнению с железом (основой стали), в гальванической паре с ним выполняет роль анода и разрушается сам, предотвращая тем самым коррозию стального изделия, которое становится катодом.