Номер 7, 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 7, страница 240.

Условие.

7. Антигололёдная обработка дорог специальными реагентами на основе хлоридов кальция, магния или натрия существенно усиливает коррозию кузовов автотранспортной техники. Дайте объяснение этому явлению.

Решение.

Решение 2.

Решение

Усиление коррозии кузовов автомобилей при обработке дорог реагентами на основе хлоридов объясняется несколькими взаимосвязанными факторами, в основе которых лежит электрохимическая природа коррозии металлов.

1. Создание сильного электролита. Коррозия железа (основного компонента стали, из которой сделан кузов) — это электрохимический процесс, для протекания которого необходима проводящая среда (электролит). Чистая вода является очень слабым электролитом. Соли, такие как хлорид натрия ($NaCl$), хлорид кальция ($CaCl_2$) и хлорид магния ($MgCl_2$), при растворении в воде (талом снеге) диссоциируют на ионы ($Na^+$, $Ca^{2+}$, $Mg^{2+}$ и $Cl^-$). В результате на поверхности кузова образуется не просто вода, а концентрированный солевой раствор, обладающий высокой электропроводностью. Этот раствор служит эффективным электролитом.

2. Ускорение электрохимических реакций. На поверхности металла всегда есть микроскопические участки, которые действуют как аноды и катоды, образуя гальванические микропары. В присутствии электролита на анодных участках происходит процесс окисления железа (потеря электронов):

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

На катодных участках происходит восстановление кислорода из воздуха:

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

Высокая электропроводность солевого раствора значительно облегчает перенос ионов между анодом и катодом, замыкая электрическую цепь. Это приводит к резкому увеличению скорости обеих реакций, то есть к ускоренному разрушению металла.

3. Агрессивное действие хлорид-ионов. Хлорид-ионы ($Cl^-$) играют особо разрушительную роль. Они способны проникать через защитную оксидную пленку, которая в обычных условиях образуется на поверхности металла и замедляет коррозию. Разрушая этот пассивный слой, хлориды открывают доступ к чистому металлу, инициируя и ускоряя локальную (питтинговую) коррозию.

4. Гигроскопичность солей. Хлориды кальция и магния гигроскопичны, то есть они активно притягивают и удерживают влагу из атмосферы. Из-за этого кузов автомобиля, на который попал реагент, может оставаться влажным гораздо дольше, даже когда дороги кажутся сухими. Это продлевает время, в течение которого активны коррозионные процессы.

Таким образом, сочетание этих факторов превращает обычную влагу на дорогах в агрессивную среду, которая существенно ускоряет разрушение автомобильных кузовов.

Ответ: Антигололёдные реагенты на основе хлоридов, растворяясь в воде, создают сильный электролит. Этот раствор значительно увеличивает электропроводность влаги на кузове автомобиля, что многократно ускоряет электрохимические процессы коррозии (ржавления). Агрессивные хлорид-ионы дополнительно разрушают защитные оксидные плёнки на металле, а гигроскопичность солей удерживает влагу на поверхности, продлевая время коррозионного воздействия.