Цинкова пластинка в гальванічному елементі легко віддає свої катіони в розчин, тоді вона буде

Цинкова пластинка в гальванічному елементі легко віддає свої катіони в розчин, тоді вона буде окислятся.

Кожен іон цинку, переходячи в розчин, залишає на платівці два електрона. Через це платівка отримає негативний заряд. На вугільному електроді будуть проходити процеси відновлення:

Якщо ланцюг замкнути, то в гальванічному елементі виникне електричний струм. Електрони з місця, де щільність негативного заряду висока, будуть переходити в місце з меншою щільністю негативного заряду.

В цілому хімічну реакцію. Яка відбувається в гальванічному елементі можна записати так:. В молекулярному вигляді рівняння буде мати такий вигляд:.

Важливою характеристикою будь-якого гальванічного елемента буде його ЕРС. Вона дорівнює:, якщо округлити отримане значення ЕРС, то ми отримаємо:. При обчисленні ЕРС ми не враховували впливу концентрації іонів на величину потенціалу, а наведені значення точні тільки для ситуації, коли концентрації речовин дорівнюють нулю. Тому значення ЕРС в реальних гальванічних елементах буде дещо іншим. Також треба відзначити, що частіше використовується мідно-цинкові гальванічні елементи, які дешевші ніж елементи з використанням ванадію.

10.4. Опишіть процес електрохімічної корозії при контакті металу і вироби з Sn у вологому середовищі (Без аерації і при аерації).

Якщо включення олова в цинк мають значні розміри, то ми будемо мати справу з гальванічним елементом.

Оскільки електродні потенціали для олова і цинку рівні:

Ми будемо мати гальванічний елемент в якому цинк буде більш активним металом в порівнянні з оловом, що призведе до його окислення.

Розглянемо випадок, коли ми маємо включення олова в цинк у вологому атмосфері без аерації. Відсутність аерації означає відсутність активного кисню, який може вступати в електрохімічні взаємодії.

На швидкість корозії цинку буде також впливати наявність оксидної плівки на поверхні цинку.

Олово буде надавати на цинк поляризує вплив, що призведе до того, що цинк (потенціал якого менше) буде поляризувати анодно і швидкість його корозії зросте.

На аноді буде проходити реакція:.

На катоді, в ролі якого виступає олово, буде протікати реакція:. В результаті реакції буде виділятися водень. Іони гідроксилу будуть взаємодіяти з іонами цинку і в результаті ми отримаємо гідроксид цинку.

Розглянемо процес корозії при аерації. Наявність аерації означає доступ кисню до контакту двох металів.

На аноді буде проходити реакція:.

На катоді, в ролі якого виступає олово, буде протікати реакція:. В результаті реакції ми отримаємо іони гідроксилу. Іони гідроксилу будуть взаємодіяти з іонами цинку і в результаті ми отримаємо гідроксид цинку.

Процес корозії при аерації проходить більш активно ніж без аерації, тому такий вид корозії буде більш небезпечний для цинкових деталей ніж корозія без доступу повітря.

10.5. Опишіть процес електролізу з урахуванням перенапруги. Електроліт - розчин ZnCl2 PH = 2, 5

Електроди: катод - С,

У розчині хлорид цинку буде диссоциировать на іони згідно рівняння:

Розглянемо процеси, які будуть відбуватися на аноді.

Анод цинковий. На цинковому аноді можуть відбуватися кілька процесів:

Запишемо потенціали проходження зазначених процесів:

Перенапруження виділення кисню на цинковій електроді при щільності струму 1 мА / см2 одно 1,75 В. Це означає, що кисень даної реакції виділяться не буде і на аноді можливі тільки дві електрохімічні реакції:

Як видно із значень електродних потенціалів на аноді відбуватиметься реакція окислення цинку:, потенціал якої буде нижче ніж потенціал відновлення хлору. Ми будемо мати справу з рафінуванням цинку.

Розглянемо електродні процеси на катоді. Матеріал катода - вугілля або графіт, катод інертний і не буде брати участі в електрохімічних процесах. На катоді також можливі кілька реакцій, розглянемо їх. РН середовища одно 2,5. На графіті при температурі 20ºС перенапруження виділення водню при щільності струму 1 А / см2 дорівнює 1,2 В, а при щільності струму 1 мА / см2 всього лише 0,6 В. За рівнянням Нернста ми можемо обчислити значення потенціалу перенапруги водню при РН = 2 , 5. потенціал водневого електрода знаходиться в лінійній залежності від РН середовища.

При тиску водню 1 атмосфера, і при РН = 2,5 ми отримаємо перенапруження рівне:

При щільності струму дорівнює 1 А / см2 перенапруження одно: а при щільності струму 1 мА / см2.

Іони ж цинку відновлюються при потенціалі рівному - 0,763 В. перенапруженням відновлення іонів цинку на графітовому електроді можна знехтувати, оскільки воно досить мало за значенням. З отриманих розрахунків видно що при малих щільності струму на графітовому електроді можливі дві конкуруючі реакції:

При щільності струму на катоді буде виділятися водень за рівнянням, оскільки потенціал відновлення водню дорівнюватиме, що більше потенціалу відновлення цинку. При щільності струму будуть відбуватися конкуруючі реакції: