21. Электролиз расплавов и растворов солей.

Электролиз – ОВ процесс, протекающий при прохождении тока через раствор или расплав электролита.

При электролизе происходит превращение эл. энергии в химическую.

На аноде(+) - процессы окисления, на катоде(-) - восстановления.

Хар-р протекания зависит от: 1. состав электролита. 2. материал электрода. 3. режим электролиза (t, напряжение, плотность тока)

Законы Фарадея:

1. при электролизе данного электролита кол-во в-ва, выделяющегося на электродах, прямо пропорционально кол-ву электричества, прошедшего через раствор и не зависит от его концентрации и температуры. M=k*Q, m=k*I*t

2. массы прореагировавших на электродах веществ при пост. ко-век электричества относятся друг к другу как молярные массы их эквивалентов. m1/m2=Э1/Э2 ; m=A*I*t/n*F, ; плотность тока i=I/S

выход по току Вт=m_пр/m_теор*100%-кол-во электричества, кот. пошло на восстановление Ме: m=A*I*t/nF *Вт

Электрохимическим эквивалентом называется реальная или условная частица вещества, которая может замещать, присоединять, высвобождать или быть каким-либо другим способом эквивалентна одному иону водорода в кислотно-основных или ионообменных реакциях или одному электрону в окислительно-восстановительных реакци­ях. Моль вещества эквивалента содержит 6,02-1023 эквивален­тов.

Электролиз расплава

Н-р NaCl

1. восстановление ионов Na на катоде 2. окисление хлорид-ионов на аноде. При прох.тока изм-ся потенциалы электродов. Возникает электродная поляризация. Потенциал катода стан-ся более отриц-м, анода - положит-м.

Электролиз раствора

Характер окислительных процессов зависит от материала электрода – инертные(нерастворимые) и растворимые(активные).

Процессы:

На аноде: 1. в первую очередь окисляются простые анионы в порядке возрастания их потенциалов, не превышающих 1,5В

2. при электролизе водных растворов содержащих кислотосодержащие анионы на аноде окисляется вода по реакции 2H₂O=O₂+4H⁺+4e^-

А при использовании растворимых анодов электроны отдает сам анод за счет окисления Ме.

На катоде: 1. в первую очередь окисляются катионы Ме, имеющие стандартный электродный потенциал > чем у водорода

2. катионы Ме с малым станд. потенциалом от Li до Al не восстанавливаются, вместо них восстанавливаются молекулы воды 2Н⁺+2е^-=Н₂↑

3. катионы Ме, имеющие ст.эл.пот. < чем у водорода и > чем у Al восст-ся вместе с водой.

На аноде в первую очередь окисляются ионы с наименьшим электродным потенциалом, а на катоде – с наибольшим.

22. Коррозия металлов. Электрохимическая коррозия. Протекторная и электрохимическая защита металлов от коррозии.

КОРРОЗИЯ - разрушение твердых тел(металлических), вызванное химическими и электрохимическими процессами, развивающимися на поверхности тела при его взаимодействии с внешней средой. Распространенный вид — ржавление железа.Каррозия может быть уменьшена или практически устранена нанесением защитных покрытий, напр. лакокрасочных; введением в среду ингибиторов, напр. хроматов, нитритов, арсенитов; применением коррозионностойких материалов. Коррозионному разрушению подвержены также бетон, строительный камень, дерево, другие материалы; коррозия полимеров называется деструкцией.

К электрохимической коррозии относятся все случаи коррозии в водных растворах(подводные части судов,паровые котлы).В ре­зультате электрохимической коррозии окисление металла может приводить как к образованию нерастворимых продуктов (например, ржавчины), так и к пере­ходу металла в раствор в виде ионов.

Растворенный кислород и ионы водорода — важнейшие окислители, вызыва­ющие электрохимическую коррозию металлов.

По степени термодинамической неустойчивости все металлы делят на пять групп (Н. Д. Томашов), согласующиеся с их положением в ряду напряжений). Группу металлов повышенной термодинамической нестабильности составляют металлы, имеющие значение стандартного электродного потенциала меньше, чем потенциал водородного электрода при рН = 7 (—0,413 В). К ним относятся Li, Rb, Cs, Ba, Sr, Ca, Na, Mg, Al, Ti, Zr, Mn, Cr, Zn, Fe. Эти металлы могут корродировать даже в нейтральных средах, т. е. при создании необходи­мых условий окисляются водой.

Электрохимическая обработка (ЭХО) металлов основана на явлении электролиза с растворимым анодом. Катод при ЭХО, как правило, не изнашивается.

Травление — удаление с обрабатываемой по- верхности оксидных пленок. Применяют анодное травление (рис. 38.2, а) и катодное травление.

Полирование — сглаживание микронеровностей на поверхности детали. Рас­творение металла анода, которым является деталь протекает, глав­ным образом на выступах микронеровностей, так как в этих местах электрод­ный потенциал меньше, чем на ровной поверхности

К формообразующим процессам относятся размерная электрохимическая об­работка, электрохимическое прошивание и др.

Размерная ЭХО служит для придания детали нужной формы и размеров. Та­кая обработка происходит при непрерывном и интенсивном обновлении элек­тролита, прокачиваемого через межэлектродный промежуток под давлением. Деталь является анодом.

Коррозия металлов может про­текать при взаимодействии металлов с сухими газами или растворами неэлек­тролитов. Такая коррозия называется химической.