Номер 3, страница 240 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Глава 6. Окислительно-восстановительные процессы. Параграф 33. Коррозия металлов и способы защиты от неё - номер 3, страница 240.

Условие.

3. Сравните химическую коррозию с электрохимической.

Решение.

Решение 2.

2. Как классифицируют коррозию по различным признакам:

Коррозию металлов классифицируют по ряду признаков, которые описывают механизм процесса, условия протекания и характер разрушений.

По механизму протекания процесса:

• Химическая коррозия — это процесс разрушения металла в результате его химического взаимодействия с коррозионной средой, не сопровождающийся возникновением электрического тока. Протекает в средах, не проводящих электрический ток (неэлектролитах), например, в сухих газах при высоких температурах или в органических жидкостях.
• Электрохимическая коррозия — это процесс разрушения металла, протекающий в средах, проводящих электрический ток (электролитах), и сопровождающийся возникновением внутри системы электрического тока. Этот тип коррозии наиболее распространен в природе (например, ржавление железа во влажном воздухе).

По характеру коррозионной среды (условиям протекания):

• Газовая коррозия — химическая коррозия в газовой среде при высоких температурах.
• Атмосферная коррозия — коррозия металлов в атмосфере воздуха. Является самым распространенным видом электрохимической коррозии.
• Жидкостная коррозия — коррозия в жидкой среде. Различают коррозию в электролитах (морская и речная вода, растворы солей, кислот, щелочей) и в неэлектролитах (нефть, бензин, органические растворители).
• Подземная (почвенная) коррозия — разрушение подземных металлических сооружений (трубопроводов, кабелей) под действием электролитов, содержащихся в почве.
• Биокоррозия — коррозия, вызываемая или интенсифицируемая жизнедеятельностью микроорганизмов.
• Контактная коррозия — электрохимическая коррозия, возникающая при контакте двух разнородных металлов в среде электролита.

По характеру разрушения:

• Сплошная (общая) коррозия — охватывает всю поверхность металла.
  • Равномерная — протекает с одинаковой скоростью по всей поверхности.
  • Неравномерная — протекает с разной скоростью на разных участках поверхности.
• Местная (локальная) коррозия — сосредоточена на отдельных участках поверхности.
  • Пятнами или язвами — коррозионные поражения в виде отдельных пятен или язв.
  • Точечная (питтинговая) — разрушение в виде отдельных глубоких точек (питтингов).
  • Межкристаллитная коррозия — разрушение, распространяющееся по границам зерен (кристаллитов) металла.
  • Транскристаллитная коррозия — разрушение, которое проходит через зерна металла.

Ответ: Коррозию классифицируют по механизму процесса (химическая и электрохимическая), по характеру коррозионной среды (газовая, атмосферная, жидкостная, подземная и др.), а также по характеру разрушения (сплошная и местная).

3. Сравните химическую коррозию с электрохимической.

Химическая и электрохимическая коррозия являются двумя основными типами коррозионных процессов, различающимися по своему механизму, условиям протекания и характеру разрушения металла.

Основные отличия:

1. Механизм процесса:

   • При химической коррозии происходит прямое взаимодействие атомов металла с компонентами окружающей среды (например, с кислородом). Процесс окисления металла и восстановления окислителя протекают в одном акте, без разделения на анодный и катодный участки. Электрический ток при этом не возникает. Пример: окисление железа при высокой температуре $3Fe + 2O_2 \rightarrow Fe_3O_4$.
   • При электрохимической коррозии процесс разрушения металла связан с возникновением множества микроскопических гальванических элементов на его поверхности. Процессы окисления металла (анодный процесс, $Me - ne^- \rightarrow Me^{n+}$) и восстановления окислителя (катодный процесс, например, $O_2 + 2H_2O + 4e^- \rightarrow 4OH^-$) пространственно разделены. Между анодными и катодными участками протекает электрический ток.

2. Коррозионная среда:

   • Химическая коррозия протекает в средах, не проводящих электрический ток (диэлектриках). Это могут быть сухие газы при высоких температурах, нефть и нефтепродукты, расплавленная сера и другие органические жидкости.
   • Электрохимическая коррозия возникает только в средах, обладающих ионной проводимостью, то есть в электролитах. Такими средами являются вода и водные растворы солей, кислот и щелочей, влажная почва, влажная атмосфера.

3. Скорость процесса:

   • Скорость химической коррозии обычно значительна только при высоких температурах.
   • Скорость электрохимической коррозии может быть высокой даже при комнатной температуре и является наиболее распространенным и разрушительным видом коррозии в обычных условиях.

4. Продукты коррозии:

   • При химической коррозии продукты (например, оксиды) образуются непосредственно в месте контакта металла со средой.
   • При электрохимической коррозии продукты коррозии (например, ржавчина) могут образовываться на некотором расстоянии от места разрушения металла (анодного участка), так как ионы металла могут мигрировать в растворе.

Сходство:

Несмотря на различия в механизме, в основе обоих видов коррозии лежит окислительно-восстановительный процесс, в результате которого металл переходит из свободного состояния в ионное (окисленное), что приводит к его разрушению.

Ответ: Основное различие между химической и электрохимической коррозией заключается в механизме: химическая коррозия — это прямое окисление металла в среде-неэлектролите без возникновения электротока, а электрохимическая — это процесс, протекающий в среде-электролите с возникновением гальванических микропар и электрического тока. Электрохимическая коррозия является более распространенным и интенсивным процессом в обычных условиях.