ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 25.08.2020
Просмотров: 576
Скачиваний: 2
mFe(OH)3*nFe3+*3(n-x)Cl-3x+*3xCl-
43. Химические свойства металлов. Металлы вступая в реакции отдают валентные электроны, проявляя восстанов сво-ва. 1)Чем более отриц значение имеет потенц мет, тем выше восстанов спос-ть мет, тем они активнее. 2)каждый предыд мет ряда потенциалов восстанавл все послед за ним мет из раств их солей. 3)Мет с отриц значением потенциала (до Н) вос-ют Н2 из разбавл HCl и H2SO4. 4)С водой при обычных условиях реаг только щелочные и щелочнозем мет. 5)Концентрированная H2SO4 и HNO3 любой конц-ии прояв окисл сво-ва за счет аниона кислотного остатка. Взаимод почти со всеми мет. Образ-ся соли кислот, вода и продукты восстан-я, хар-р кот зависит от актив мет и конц-ии кислоты. Me+H2SO4(HNO3)=соль+H2O+продукт восстановления. H2SO4: акт мет – S,H2S; неакт мет – SO2. HNO3(к): акт мет – NO2,N2O; неакт – NO2. HNO3(р):акт – N2O,N2,NH3; неакт – NO. Конц H2SO4 и HNO3 в обычных услов не реаг с Al,Co,Ni,Ag,Fe. 6)В конц щелочах раст-ся ме, оксиды и гидроксиды кот амфотерны. 7)Мет взаимод с водой с выдел-ем Н2 и образ-ся гидроксид. 8)Мет взаимод с немет (O,S,CO2,N2). ! С Н2 реаг только щелочные и щелочнзем мет.
39. Физические свойства металлов.. Металлическая связь. Металлы – большинство элементов период системы. Для всех, кроме ртути хар-но ТВ.сост и ме-ий блеск. Малоактивные (Cu,Hg,Ag) встреч-ся в самородном состоянии, активные в виде руд (Fe3O4, Fe2S, CaCO3,Al2O3). Свойства: Высокая электро и теплопров-ть. Причиной общности сво-в мет явл-ся сходство в строении их атомов и природа хим связи. В узлах крист решетки мет наход нейтр атомы и полож ионы. Между ними свободно передвиг электроны.(электрон. Газ) При достаточном сближении е с ионами обр-ся нейтр. атомы.
Meатом ↔ Meион + neсвоб.электроны Электроныый газ обуславл метал связь. Небольшое число валентных эл-ов однов-но связ-ет большое число атомов. Поэтому в отличие от ковалент, метал связь делокализована и многоцентр-ая, не обладает направл-ю и насыщ-ю вследствии сферич симметрии атомов мет. Энергия метал связи растет с ростом числа валент эл-ов и заряда ядра, что отраж-ся на темп кип и плавл. Al и мет побочных подгрупп имеют более высокие темп кип и плавл, чем щелочн и щелочнозем мет. Свобод эл-ны обусл-ют все общие св-ва тет – непроз-ть, цветность, блеск, большинстов мет серебристо-белого цвета, золотого, желто-красного. Перем-ся эл-ны обусл-ют теплопров-ть и электропровод-ть мет-ов. Отсут-ие направ-ти связи позвол смещать атомные слои крист решетки без разрыва связи, что придает пласт-ть. Поэтому мет легко диф-ся в проволку, поддаются ковке, штамповке. Мет имеют высок механ проч-ть, твердость, что обусл их применение в кач-ве конструк матер-ов. Мет делятся по цвету – черные и цветные, по плотности - легкие5г/кубсм (щелоч и щелочнозем) и тяжелые(Fe, Pb, Sn) по темп плавления – лекгоплавкие(Pb, Sn, K, Cs) и тугоплавкие(Fe, Cr, W).
41.Механизм возникновения двойного электрического слоя. Стандартные электродные потенциалы. Уравнение Нернста Между атомами, ионами и электронами в кристал решетке существует равновесие Me(атомы)Men+(ионы)+ne(электроны в металле). Если погрузить пластину активного металла в раствор его соли, ионы с поверх-о слоя мет под действ полярной молекулы воды начинают отрываться и в гидратир-ом виде переходят в раствор. В рез-те пов-ть мет заряжается отриц из-за избытков электронов. Ионы мет в раст-ре конц-ся у поверх-ти пластины вследствии электростатич притяжения. С повышением кон-ии ионов мет у пов-ти пластины выход из мет их ослаб-ся и усил-ся переход ионов из р-ра в решетку мет. Со временем между поверх-ю мет и раст-ом устан-ся подвижное равновесие. Ме(атомы)+mН2О=Меn++mH2O(гидратир ионы)+nе. Металл становится заряженным отрицательно, а раствор -положительно. Положительно заряженные ионы из раствора притягиваются к отрицательно заряженной поверхности металла. На границе мет-раствор образ двойной эл слой и возникает разность потенциала (скачок), называемый равновесным электродным потенциалом . Состояние равнов-я зависит от актив-ти мет и концентрации его ионов в растворе. По мере перехода ионов в раствор растёт отрицательный заряд поверхности металла и положительный заряд раствора, что препятствует окислению металла. Для некот мет преоблад процесс перехода ионов мет из р-ра на пов-ть мет, пластина заряж +, р-р из-за избытка анионов соли -. На границе мет-раствор также образуется двойной эл слой и возникает . Абсолютное значение экспер-но опред невозм. Опред относит электродный потенциал как разность потенциала, измеряемого электрода и стандартного водородного электрода, потенциал кот равен 0. Станд водор электрод представл пластину, покрытую рыхлым слоем платины. Через р-р кислоты подается газообразный Н2 под р=101325Па и Т=298К, кот адсорбир на пластине. Между ионами Н в р-ре кислоты и Н на пластине возник равновесие 2Н+ +2е=Н2 0=2Н+/Н2=0. Водородный электрод присоед к мет электроду, потенциал кот необход опред. Электродный потенциал, возн-ий при погруж мет в р-р его соли с активностью ионов мет 8моль*ион, измеряемый по отнош к станд водород электроду при t=298, называется стандартным электрод пот-ом мет 0 Меn+/Ме0 Располагая мет в порядке их станд электрод потенциалов получают ряд стандарт электрод пот-ов. зав-т от природы мет, конц-ии(активности) его ионов в р-ре и тем-ры. Уравнение Нернста: =0+0,059/n*lga, где n-заряд ионов тем, а-активность ионов мет. Стандартный электродный потенциал металлов указывают на меру восстановительной способности атомов металла и меру окислительной способности ионов металла. Чем более отрицательное значение имеет потенциал металла, тем более сильной восстановительной способностью он обладает. При протек ОВР конц-ии исход вещ-в падают, а продуктов реакции – возрастают. Это приводит к измен величин пот-ов обеих полуреакций: ок-ля падает, вос-ля возраст. Когда пот-лы обоих процессов становятся равными, реакция заканчивается – наступает состояние хим равновесия.
42. Электрохим. ряд напряжений металлов.
По величине стандарного электрод. потенциала в порядке его возраст. все Ме расп-ся ряд активности. На основании ряда активности м.сделать выводы:
1) Чем ниже знач. 0,тем более сильным восс-м явл-ся Ме и тем более слабым ок-м явл-ся ион Ме. И наоборот. Ме начала ряда(К,Са,Na)-самые сильные восс-ли.
2)Кажд. Ме вытесняет все послед. за ним из водных р-ов и их солей. Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu
3) Ме стоящие в ряду активности до Н способны вытеснять его из разб. к-т, анионы кот-х не проявляют окислит. св-в Zn+2HCl=ZnCl2+H2
Cu+HCl ≠
Zn+H2SO4разб.=ZnSO4+H2 Cu+ H2SO4разб≠
44. Химические источники тока: гальванические элементы, аккумуляторы, топливный элемент. Устр-ва, кот примен для непосредс преобр энергии хим ОВ процесса в электр энергию, назыв гальваническими элементами. Их называют также хим источ электр энергии (ХИЭЭ) или хим источн тока. Действие любого гальван элемента основ на протек в нем ОВР. В простейшем случае гальв эл состоит из 2 пластин или стержней, изготовл из различ металлов и погружённых в раствор электролита. Такая система делает возможным пространств разделение ОВР: окисление протекает на одном металле, а восстановление – на другом. Таким образом, электроны передаются от восстановителя к окислителю по внешней цепи. Рассмотрим в качестве примера гальванич эл-т 1)Даниэля-Якоби. Он состоит из Zn и Cu электродов, погр-ых в раст-ры их солей ZnSO4, CuSO4. Они разделены пористой перегородкой. При погруж мет в р-ры солей у каждого из них возник электродный пот-л Zn=-0.76В, Cu=+0.34В. Zn меньше. При соединении электродов проводником, электроны с Zn электрода переходят на медный и во внеш цепи возник ток, на Zn электроде(аноде) идет окисление – ионы Zn2+ переходят в р-р, анод постеп раств-ся. На медном электроде(катоде) идет восс-ие катионов меди из р-ра CuSO4, мет-ая медь осажд-ся на электроде. Одновр-но часть ионов SO42- переходит из р-ра CuSO4 в р-р ZnSO4. Анодом в гальван элементе явл более активный мет, с более эо потенциалом.Схема:(-)А Zn/ZnSO4//CuSO4/Cu K(+). A:Zn0-2e=Zn+2(окисление), K:Cu+2+2e=Cu0(Вос-ие). Максим разность потенциалов, кот может быть получена при работе гальван элемента наз-ся электродвиж силой электролита. Она равна разности пот-ов катода и анода. ЭДС=катода- анода=0.34-(-0.76)=1.1 В. 2)Гальванич элемент Вольта(Zn/H2SO4/Cu). Перегородки нет. Электроны переходят с Zn на Cu. A:Zn0-2e=Zn+2(окисление), K:Н+2+2e=Н0(Вос-ие).
3)Концентрационный(состоит из одинак. Ме, контакт-их с р-ми солей разной концентрации.)
(-)А :Ag/0.01 моль AgNO3 //0.1 моль AgNO3 /Ag K(+)
A:Ag0-1e= Ag +1(окисление), K: Ag +1+1e= Ag 0(Вос-ие).
45. Коррозия металлов. Виды коррозии и формы разрушений. Защита металлов от коррозии. Коррозия – самопроизв процесс разрушения мет-ов под действием агрес окр среды (от лат corrodere -разъедать) по механ протеканию различ хим, электрохим и биолог коррозии. Хим – разр-ие мет без возникн тока в системе. Делится на 1)газовую (под действ сухих газов O2, Cl2, H2S, SO2) при высок темп-ахх, подверг детали двигателей внутр сгорания 2)на электролитах (под действ агрессивн органич жидкостей нефть, бензин, масла), подверг двигатели внутр сгорания. Электрохим – разруш мет с возникн тока в систнме, протекает при контакте 2 разных мет или мет и немет. Делится на 1)атмосферную (обычно при низких темп-х,при этом пов-ть мет покрывается пленк влаги сод-й различные расв-е газы.) 2) почвенную 3)электролитах – в водн р-ах кислот, щелочей, мор воды 4)при неравномерн аэрации (когда доступ раствор-го катода к разл частям изделия не одинаковый,при этом те части мет доступ катода к котор минимален явл-ся анодом).При электрохим коррозии происх образ местных гальван пар. Участки с более отриц пот-ом явл анодом, и на них происх окис-е мет. Мет разр-ся. Участки с более полож пот-ом явл катодом и на них происх восст-е ок-ля. В кислой среде К:2Н++2е=Н2. Во влажной атмосфере, грунте, воде, электролите К:О2+2Н2О+4е=4ОН-. В нейтр среде К:О2+4Н++4е=2Н2О. В условиях атмосф или почвен кор экспл-ся до 80% строит мет. В дождлив время атмосфера загр-ся промыш отходами SO2, CO2, H2S. Короз-ая акт-ть грунта опр-ся пористостью, влажн-ю, солевым составом, присут-ем микроорг-ов. Наиб скорость коррозии при влажн-ти 25-30% и рН3 – торфян и болотистые грунты. Почвен коррозии подверг трубопроводы, подзем сооруж, сваи.
46 способы защиты от коррозии. Методы защиты предусм в ходе проектир, изготовл и эксплу-ии конструкций. 1)легирование металлов. применение химически стойких сплавов с антикор сво-ми (нержав сталь до 12% Cr, до 10% Ni; легирован сталь с добавл Ni, Co, V, Cr, Cu, Mn) 2)защита поверхности металла покрытиями. Мет покрыт делятся на анодные (издел покрыв более акт мет, при нарушении целостн пок-я образ-ся гальванопара, в кот анод кор-ет, а изделие-катод нет) и катодные (издел покрыв менее актив мет, при наруш целост пок-я кор-ет изд-ие, катодное пок-ие защ-ет мет при отсут пор и поврежд). Немет покрытия - лаки, эмали, крастки, смолы, пленки. 3)измен сво-в корроз среды (достиг-ся умен конц-ии окисл-ей, созд-ие защитн атмосфер, с помощтю ингибиторов – вещ-в, замедл скорость коррозии, образуя защит пленки, каталит снижение скорости коррозии) 4)электрохим методы
40. Металлы. Нахождение в природе, получение. Физические свойства. Металлическая связь. Металлы – большинство элементов (s,d,f и некоторые p) период системы. Малоактивные (Cu,Hg,Ag) встреч-ся в самородном состоянии, активные в виде руд (Fe3O4, Fe2S, CaCO3,Al2O3). Методы получения основаны на протекании Окисл Восстанов-х процессов: 1)пирометаллургический – восстановление мет из руд при повыш темпр-ре с помощью угля C,CO,H2, и активн металлов. 2)гидрометаллургический – основан на переводе соед-ий мет в раст-р спец реагентами (H2SO4), с послед выделением мет из раствора более актив мет. (Fe) CuO+H2SO4=CuSO4+H2O, CuSO4+Fe=Cu+FeSO4, 3)электролиз – получ-е активн мет (Na, K, Mg, Al) из расплавов, оксидов, гидроксидов, солей с помощью эл тока.