Железо покрыто хромом. Какой из металлов будет поддаваться коррозии в случае нарушения поверхностного слоя, если в атмосфере (влажный воздух, в котором содержится CO2, H2S, SO2)? Нужно составить схему процессов, что происходит на электродах гальванического элемента. Рассчитать ЭДС (ЕРС) и дельта G0.

Химия 11 класс Коррозия металлов и электрохимические процессы железо хром коррозия гальванический элемент ЭДС дельта G0 влажный воздух CO2 H2S SO2 Новый

Для начала, давайте рассмотрим, какие процессы происходят при коррозии металлов и как хром влияет на железо. Хром является более благородным металлом по сравнению с железом. Это означает, что в случае повреждения защитного слоя хрома, железо будет подвержено коррозии.

1. Почему корродирует железо?

• Хром образует защитную оксидную пленку, которая предотвращает коррозию железа.
• Если эта пленка повреждена, железо становится анодом в гальваническом элементе.
• Влага и кислоты в атмосфере (CO2, H2S, SO2) ускоряют коррозионные процессы.

2. Схема процессов на электродах гальванического элемента:

1. Анод (железо):

   Железо окисляется, теряя электроны:

   Fe → Fe²⁺ + 2e⁻

2. Катод (хром):

   Хром восстанавливается, принимая электроны:

   Cr³⁺ + 3e⁻ → Cr

3. Рассчет ЭДС (ЕРС) и дельта G0:

Для расчета ЭДС гальванического элемента мы используем стандартные электродные потенциалы. Стандартный потенциал для железа (Fe²⁺/Fe) равен -0.44 В, а для хрома (Cr³⁺/Cr) равен -0.74 В.

ЭДС (Е) гальванического элемента:

Е = Eкатод - Eанод = (-0.74 В) - (-0.44 В) = -0.30 В

Дельта G0 (свободная энергия):

Формула для расчета дельта G0:

ΔG0 = -nFE

где n - количество электронов, участвующих в реакции (в данном случае 2), F - постоянная Фарадея (96485 Кл/моль).

Подставим значения:

ΔG0 = -2 * 96485 * (-0.30) = 57900 Дж/моль = 57.9 кДж/моль

Вывод: В случае повреждения защитного слоя хрома, коррозии поддается железо, так как оно становится анодом в гальваническом элементе. ЭДС данного процесса составляет -0.30 В, а дельта G0 равна 57.9 кДж/моль.