Номер 3, страница 112 - гдз по химии 11 класс учебник Рудзитис, Фельдман

Подумайте, ответьте, выполните.... Параграф 24. Коррозия металлов и её предупреждение. Глава V. Электрохимические реакции - номер 3, страница 112.

Условие.

3. Требуется скрепить железные детали. Какими заклёпками следует пользоваться — медными или цинковыми, чтобы замедлить коррозию деталей? Ответ обоснуйте.

Решение.

Решение 2.

Решение

Для решения этой задачи необходимо обратиться к понятию электрохимической коррозии, которая возникает при контакте двух различных металлов в присутствии электролита, например, влажного воздуха. В таких условиях образуется гальванический элемент, где один металл выступает в роли анода, а другой — катода.

Коррозии (разрушению) подвергается более химически активный металл, который является анодом в данной гальванической паре. Менее активный металл становится катодом, и его коррозия замедляется или прекращается. Этот принцип лежит в основе протекторной защиты металлов.

Чтобы определить, какой металл активнее, нужно сравнить их положение в электрохимическом ряду напряжений металлов или их стандартные электродные потенциалы ($E^0$). Чем меньше (более отрицателен) электродный потенциал, тем активнее металл.

Стандартные электродные потенциалы для рассматриваемых металлов:

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

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

Потенциал меди: $E^0(Cu^{2+}/Cu) = +0,34$ В.

Сравнивая потенциалы, видим, что цинк является более активным металлом, чем железо, а медь — менее активным.

Рассмотрим два варианта:

1. Пара "железо – цинк" ($Fe-Zn$). Поскольку цинк активнее железа ($E^0_{Zn} < E^0_{Fe}$), в этой паре цинковая заклёпка будет анодом, а железная деталь — катодом. Это означает, что корродировать будет цинк, защищая тем самым железо. Этот процесс называется протекторной защитой.

2. Пара "железо – медь" ($Fe-Cu$). Поскольку железо активнее меди ($E^0_{Fe} < E^0_{Cu}$), в этой паре анодом будет уже железная деталь, а катодом — медная заклёпка. В результате коррозия железной детали в месте контакта с медью будет протекать даже интенсивнее, чем без контакта.

Таким образом, для замедления коррозии железных деталей необходимо использовать заклёпки из более активного металла.

Ответ: Следует пользоваться цинковыми заклёпками. Цинк является более активным металлом, чем железо, поэтому в образующейся гальванической паре цинк будет анодом и станет корродировать, защищая тем самым железную деталь, которая будет играть роль катода.