- •6. Ядерная модель строения атома. Квантово-механические представления о строении атома.
- •7. Квантовые числа. Формы электронных облаков. Атомная электронная орбиталь.
- •8. Порядок заполнения электронами энергетических уровней в атоме.
- •10. Правило Хунда. Правило Клечковкого.
- •11. Строения атомных ядер. Изотопы. Энергия связи. Дефект массы.
- •12. Периодический закон. Периодическая система д. И. Менделеева.
- •13. Размеры атомов и ионов. Энергия ионизации.
- •15. Теория химического строения.
- •16. Типы химической связи.
- •17)Основные понятия термодинамики
- •20. Гибридизация атомных электронных орбиталей.
- •21. Статистический и термодинамический методы исследования.
- •22. Основные понятия термодинамики.
- •23. Законы термодинамики.
- •24. Превращения энергии при химических реакциях.
- •25. Основные понятия термохимии.
- •30. Зависимость скорости реакций от концентрации реагирующих веществ.
- •35. Цепные реакции.
- •38. Смещение химического равновесия. Принцип Ле Шателье.
- •42. Вода в природе. Свойства воды.
- •43. Растворы. Процесс растворения.
- •44. Способы выражения состава растворов.
- •45. Растворимость. Закон Генри.
- •46. Закон распределения. Экстракция.
- •47. Осмос. Закон Вант-Гоффа.
- •50. Сильные и слабые электролиты. Степень диссоциации.
- •51. Константа диссоциации. Закон разбавления Оствальда.
- •52. Состояние сильных электролитов в растворе. Активность. Ионная сила.
- •53. Свойства кислот, оснований и солей с точки зрения теории электролитической диссоциации.
- •57. Окисленность элементов. Окислительно-восстановительные реакции.
- •60. Электродные потенциалы. Уравнение Нернста. Стандартный электродный потенциал. Ряд стандартных электродных потенциалов.
- •61. Водородный электрод. Измерение электродных потенциалов.
- •62. Электролиз. Реакции на катоде и аноде при электролизе.
- •64. Законы Фарадея. Применение электролиза.
- •65. Определение и классификация коррозионных процессов.
- •66. Химическая коррозия металлов.
- •67. Электрохимическая коррозия.
- •68. Методы защиты от коррозии.
- •70. Элементы II а подгруппы.
- •71. Элементы III а подгруппы.
- •73. Элементы V а подгруппы.
- •74. Элементы VI а подгруппы.
- •75. Элементы VII а подгруппы. Водород.
- •76. Элементы VIII а подгруппы.
- •78. Химия d-элементов I и II группы периодической системы.
- •79. Элементы III б подгруппы.
- •80. Переходные металлы IV б – VII б подгрупп.
64. Законы Фарадея. Применение электролиза.
Электролиз — физико-химическое явление, состоящее в выделении на электродах составных частей растворённых веществ или других веществ, являющихся результатом вторичных реакций на электродах, которое возникает при прохождении электрического тока через раствор либо расплав электролита.
Упорядоченное движение ионов в проводящих жидкостях происходит в электрическом поле, которое создается электродами — проводниками, соединёнными с полюсами источника электрической энергии. Анодом называется положительный электрод, катодом — отрицательный. Положительные ионы — катионы — (ионы металлов, водородные ионы, ионы аммония и др.) — движутся к катоду, отрицательные ионы — анионы — ионы кислотных остатков и гидроксильной группы — движутся к аноду.
Явление электролиза широко применяется в современной промышленности. В частности, электролиз является одним из способов промышленного получения водорода, а также гидроксида натрия, хлора, хлорорганических соединений, диоксида марганца, пероксида водорода. Большое количество металлов извлекаются из руд и подвергаются переработке с помощью электролиза (электроэкстракция, электрорафинирование).
Электролиз находит применение для очистки сточных вод (процессы электрокоагуляции, электроэкстракции, электрофлотации).
Первый закон Фарадея
В 1832 году Фарадей установил, что масса M вещества, выделившегося на электроде, прямо пропорциональна электрическому заряду Q, прошедшему через электролит:
если через электролит пропускается в течение времени t постоянный ток с силой тока I.
Коэффициент пропорциональности k называется электрохимическим эквивалентом вещества. Он численно равен массе вещества, выделившегося при прохождении через электролит единичного электрического заряда, и зависит от химической природы вещества.
Второй закон Фарадея
Электрохимические эквиваленты различных веществ относятся, как их химические эквиваленты.
Химическим эквивалентом иона называется отношение молярной массы A иона к его валентности z. Поэтому электрохимический эквивалент
где F — постоянная Фарадея.
65. Определение и классификация коррозионных процессов.
Среда, в которой металл подвергается коррозии (корродирует) называется коррозионной или агрессивной средой (см. Приложение №1). В случае с металлами, говоря об их коррозии, имеют ввиду нежелательный процесс взаимодействия металла со средой.
Физико-химическая сущность изменений, которые претерпевает металл при коррозии, является окисление металла. Любой коррозионный процесс является многостадийным:
Необходим подвод коррозионной среды или отдельных ее компонентов к поверхности металла.
Взаимодействие среды с металлом.
Полный или частичный отвод продуктов от поверхности металла (в объем жидкости, если среда жидкая).
Известно, что большинство металлов (кроме Ag, Pt ,Cu, Au) встречаются в природе в ионном состоянии: оксиды, сульфиды, карбонаты и др., называемые обычно рудами металлов. Ионное состояние более выгодно, оно характеризуется меньшей внутренней энергией. Это заметно при получении металлов из руд и их коррозии. Поглощенная энергия при восстановлении металла из соединений свидетельствует о том, что свободный металл обладает более высокой энергией, чем металлическое соединение. Это приводит к тому, что металл, находящийся в контакте с коррозионно-активной средой стремится перейти в энергетически выгодное состояние с меньшим запасом энергии. То есть можно сказать, что первопричиной коррозии является термодинамическая неустойчивость системы, состоящей из металла и компонентов окружающей (коррозионной) среды. Мерой термодинамической неустойчивости является свободная энергия, освобождаемая при взаимодействии металла с этими компонентами. Но свободная энергия сама по себе ещё не определяет скорость коррозионного процесса, т. е. величину, наиболее важную для оценки коррозионной стойкости металла. В ряде случаев адсорбционные или фазовые слои (плёнки), возникающие на поверхности металла в результате начавшегося коррозионного процесса образуют настолько плотный и непроницаемый барьер, что коррозия прекращается или очень сильно тормозится. Поэтому в условиях эксплуатации металл, обладающий большим сродством к кислороду, может оказаться не менее, а более стойким (так, свободная энергия образования окисла у Cr или Al выше, чем у Fe, а по стойкости они часто превосходят Fe).
Коррозию, захватившая всю поверхность металла, называется сплошной. Её делят на равномерную и неравномерную, в зависимости от того, одинакова ли глубина коррозионного разрушения на разных участках. При местной коррозии поражения локальны и оставляют практически незатронутой значительную (иногда подавляющую) часть поверхности. В зависимости от степени локализации различают коррозионные пятна, язвы и точки (питтинг). Точечные поражения могут дать начало подповерхностной коррозии, распространяющейся в стороны под очень тонким (например, наклёпанным) слоем металла, который затем вздувается пузырями или шелушится. Наиболее опасные виды местной коррозии – межкристаллитная (интеркристаллитная), которая, не разрушая зёрен металла, продвигается вглубь по их менее стойким границам, и транскристаллитная, рассекающая металл трещиной прямо через зёрна. Почти не оставляя видимых следов на поверхности, эти поражения могут приводить к полной потере прочности и разрушению детали или конструкции. Близка к ним по характеру ножевая коррозия, словно ножом разрезающая металл вдоль сварного шва при эксплуатации некоторых сплавов в особо агрессивных растворах. Иногда специально выделяют поверхностную нитевидную коррозию, развивающуюся, например, под неметаллическими покрытиями, и послойную коррозию, идущую преимущественно в направлении пластической деформации. Специфична избирательная коррозия, при которой в сплаве могут избирательно растворяться даже отдельные компоненты твёрдых растворов (например, обесцинкование латуней)