Окислительно-восстановительные процессы. Электрохимия. Коррозия металлов. Методы защиты

1. Составьте уравнение любой окислительно-восстановительной реакции. Выде­лите в ней окислитель и восстановитель. Составьте уравнения полуреакций для процессов окисления и восстановления. Предложите обобщенные определения окислителя и восстановителя.

 

2. Как проводят составление сбалансированных уравнений окислительно-восста­новительных реакций с помощью метода электронного баланса? Примените этот метод для составления сбалансированного уравнения какой-либо окисли­тельно-восстановительной реакции.

 

3. Сформулируйте основные правила составления уравнений окислительно-восстановительных реакций в водных растворах с помощью метода ионно-электронного баланса. Покажите особенности составления сбалансированных уравнений окислительно-восстановительных реакций, протекающих в кислом, щелочном и нейтральном водных растворах. Примените эти правила для со­ставления сбалансированных уравнений конкретных окислительно-восстано­вительных реакций.

 

4. Возможны ли окислительно-восстановительные реакции, в которых в качестве окислителя восстановителя выступает одно и то же соединение? Какие окис­лительно-восстановительные реакции называются реакциями диспропорционирования?

 

5. В определении коррозии утверждается, что это самопроизвольно протекающий процесс. Рассмотрите данное утверждение с позиций химической термодина­мики. Какие свойства металла определяют его склонность к коррозии? Какова роль при коррозии окружающей (коррозионной) среды? По каким признакам коррозию подразделяют на химическую и электрохимическую?

6. Основу химической и электрохимической коррозии металлов составляют окис­лительно-восстановительные реакции. Рассмотрите сходство и различие усло­вий протекания окислительно-восстановительных реакций, свойственных каж­дому из этих двух видов коррозии.

7. Каков механизм химической коррозии? Какие химические реакции могут про­текать при газовой коррозии? Какие металлы склонны к пассивации и в чем за­ключается этот процесс? Почему происходит коррозия металлов в неэлектро­литах, например в углеводородном топливе?

8. Какие виды коррозии относят к локальным? Охарактеризуйте условия, при ко­торых протекает каждый вид локальной коррозии. В чем заключается особая
опасность локальных видов коррозии? Какие факторы играют роль при поч­венной коррозии? Что представляет собой электрокоррозия? Как механические нагрузки на металлы могут влиять на коррозию?

9. Каковы основные идеи, на основе которых строится защита металлов от корро­зии?

10. Как можно достигнуть защиты металлов от коррозии при обработке коррози­онной среды? Что представляют собой ингибиторы коррозии и как они ослаб­ляют действие коррозионной среды на металлы?

11. В чем заключаются электрохимические методы защиты металлов от коррозии?
Как достигается ослабление коррозии при катодной защите? Что используют в качестве анода при катодной защите? Как действует протекторная защита? Ка­кие металлы выбирают в качестве протектора?

12.Что представляет собой потенциалопределяющая реакция? Существует ли различие между потенциалопределяющими реакциями, протекающими на металлических (обратимых) и окислительно-восстановительных (инертных) электродах?

13.Стандартные электродные потенциалы различных материалов измеряют отно­сительно стандартного водородного электрода. Почему значение φ°для одного и того же металла не изменяется, если для его измерения используют другой электрод сравнения, например каломельный электрод?

14.Одна и та же полуреакция может быть охарактеризована восстановительным и окислительным потенциалами. Каково соотношение между ними? Какой из этих потенциалов принят в качестве электродного потенциала? Что означает
положительный или отрицательный знак электродного потенциала?

15.Если гальванический элемент включает в себя пару электродов, изготовленных из разных металлов, то как определить среди них анод и катод, если известны соответствующие им значения φ°?

16.Как вычисляют ЭДС гальванического элемента, используя стандартные восста­новительные потенциалы электродов?

17.Какая взаимосвязь существует между величинами Е°, wмакс, ΔG и К как характеристиками гальванического элемента? В каких единицах СИ измеряет­ся каждая из этих величин и какие соотношения между единицами СИ ис­пользуются при проведении расчетов, если от одной из этих величин, на­пример Е°, переходят к другим?

18.Как вычисляют величину ЭДС гальванического элемента, если условия (кон­центрации растворенных веществ, парциальные давления газов, температура) не являются стандартными?

19.Стандартный электродный потенциал лития имеет более отрицательное зна­чение, чем электродные потенциалы других щелочных металлов. Однако, судя по величине потенциала ионизации, литий обладает меньшей восстано­вительной способностью по сравнению с другими щелочными металлами.
Как можно объяснить это кажущееся противоречие? Каким образом на вели­чину электродного потенциала металла влияет растворитель, в который пе­реходят ионы металла?

20.Почему получаются разные продукты при электролизе расплава NaCl и разбав­ленного водного раствора NaCl?

21.Объясните, почему возможно выделение из водных растворов при электролизе таких металлов, как Pb, Sn, Ni, Сг, Fе, Zn, стандартные электродные потенциа­лы которых имеют отрицательные значения по сравнению со стандартным электродным потенциалом водорода.