Номер 6, 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 6, страница 240.

Условие.

6. Запишите уравнения анодного и катодного процессов при электрохимической коррозии цинкового покрытия на железном изделии.

Решение.

Решение 2.

Решение

Электрохимическая коррозия цинкового покрытия на железе возникает при нарушении целостности покрытия и контакте обоих металлов (цинка и железа) с электролитом (например, влажным воздухом или водой). В этой системе образуется гальванический элемент.

Чтобы определить, какой металл будет анодом (окисляться), а какой катодом (на котором будет происходить восстановление), необходимо сравнить их стандартные электродные потенциалы:

Стандартный электродный потенциал цинка: $E^0(Zn^{2+}/Zn) = -0,76$ В.

Стандартный электродный потенциал железа: $E^0(Fe^{2+}/Fe) = -0,44$ В.

Так как потенциал цинка более отрицательный, чем у железа ($-0,76 < -0,44$), цинк является более активным металлом. Поэтому в данной гальванической паре цинк будет выполнять роль анода и будет окисляться (корродировать), а железо — роль катода, на котором будет происходить процесс восстановления. Таким образом, цинковое покрытие обеспечивает протекторную (жертвенную) защиту железа.

Анодный процесс (окисление на аноде):

Атомы цинка, как более активного металла, отдают электроны и переходят в раствор в виде ионов.

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

Катодный процесс (восстановление на катоде):

Электроны, отданные цинком, перемещаются к железу (катоду). На поверхности железа происходит восстановление окислителя из окружающей среды. В нейтральной среде (например, во влажном воздухе) таким окислителем является растворенный кислород.

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

В кислой среде катодный процесс будет выглядеть иначе:

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

Ответ:

Анодный процесс: $Zn - 2e^- \rightarrow Zn^{2+}$

Катодный процесс (в нейтральной среде): $O_2 + 2H_2O + 4e^- \rightarrow 4OH^-$