m = I • M • t • Вт / (z • F) или V = I • V
m
• t • Вт / (z • F),
где I – ток, А
M – молярная масса выделяющегося вещества, г/моль
V
m
– молярный объем газа, л/моль
t – время, с
Вт – выход по току (обычно принимают равным 1)
z – число электронов, принимающих участие в электродной реакции
F – число Фарадея, Кл/моль
M = m • z • F / ( I • t • Вт ) = 6,70 • 3 • 96500 / ( 5 • ( 53 • 60 + 6 ) • 1 ) = 121,76 г/моль –
воспользовавшись таблицей Менделеева можно сделать вывод, что это молярная масса
сурьмы.
Катодный процесс: Sb
3+
+ 3e = Sb.
Фторид-анионы не окисляются на аноде в обычных условиях, поэтому на аноде возможно
только выделение кислорода из воды по реакции 2H
2
O = O
2
+ 4H
+
+ 4e.
V = I • Vm • t • Вт / (z • F) = 5 • 22,4 • ( 53 • 60 + 6 ) • 1 / ( 4 • 96500 ) = 0,92 л.
Суммарный процесс: 4Sb
3+
+ 6H
2
O = 4Sb + 3O
2
+ 12H
+
или 4SbF
3
+ 6H
2
O = 4Sb + 3O
2
+
12HF
1.11. Протекторная защита, определение необходимости защиты
Задание: определить необходимость протекторной защиты, подобрать металл протектора,
записать уравнения электродных процессов для хрома в кислой и солянокислой среде, для
кадмия в кислой и щелочной среде (доступом кислорода воздуха пренебречь).
Решение: протекторная защита основана на образовании гальванопары с защищаемым
металлом, в которой металл-протектор является анодом, то есть защита осуществляется
металлом с более отрицательным стандартным потенциалом, при этом металл-протектор
не должен иметь склонность к пассивности. То есть металл протектора должен быть и
термодинамически и кинетически менее устойчив, чем защищаемый металл.
Термодинамическую возможность устойчивость оценивают путем сравнения стандартных
потенциалов каждого из металлов с потенциалами водородного и кислородного
электродов, рассчитанных по формулам E
H2
= -0,059 • pH и E
O2
= 1,23 -0,059 • pH (с
учетом вида деполяризации). В частности, должно выполняться условие: Е
протектора
< Е
Ме
< E
H2
или Е
протектора
< Е
Ме
< E
O2
, то есть и защищаемый металл также должен быть
термодинамически и кинетически неустойчивым в конкретной коррозионной среде, иначе
надобность в протекторе отпадает. Для определения же фактической возможности
растворения протектора следует учитывать склонность его металла к пассивации в той
или иной коррозионной среде.
Ниже приведены значения потенциалов водородного и кислородного электродов и
указаны катодные реакции восстановления деполяризатора.
В кислой среде:
E
H2
= -0,059 • pH = -0,059 • 0 = 0,00 В, 2H
+
+ 2e = H
2
E
O2
= 1,23 -0,059 • pH = 1,23 -0,059 • 0 = 1,23 В, O
2
+ 4H
+
+ 4e = 2H
2
O
В нейтральной среде:
E
H2
= -0,059 • pH = -0,059 • 7 = -0,41 В, 2H
2
O + 2e = H
2
+ 2OH
-
E
O2
= 1,23 -0,059 • pH = 1,23 -0,059 • 7 = 0,82 В, O
2
+ 2H
2
O + 4e = 4OH
-