Lý thuyết Sự điện phân Sự ăn mòn VnDoc com VnDoc Tải tài liệu, văn bản pháp luật, biểu mẫu miễn phí Lý thuyết Sự điện phân Sự ăn mòn A SỰ ĐIỆN PHÂN I Sự điện phân Sự điện phân là quá trình oxi hóa – k[.]
Lý thuyết: Sự điện phân - Sự ăn mòn A SỰ ĐIỆN PHÂN I Sự điện phân - Sự điện phân q trình oxi hóa – khử xảy bề mặt điện cực có dịng điện chiều qua chất điện li nóng chảy dung dịch chất điện li - Khi cation chạy cực âm (catot) anion chạy điện cực dương (anot), xảy phản ứng điện cực (sự phóng điện): + Tại catot xảy trình khử cation (Mn+ + ne → M) + Tại anot xảy q trình oxi hóa anion (Xn- → X + ne) II Sự điện phân chất điện ly Điện phân chất điện li nóng chảy Nguyên tắc: Khử ion kim loại dịng điện cách điện phân nóng chảy hợp chất kim loại Phạm vi áp dụng: Điều chế kim loại hoạt động hố học mạnh (nhóm IA, IIA Al) K, Na, Ca, Mg, Al Ví dụ 1: Điện phân NaCl nóng chảy biểu diễn sơ đồ: Phương trình điện phân là: 2NaCl → 2Na + Cl2 Điện phân dung dịch chất điện li nước - Điều chế kim loại trung bình, yếu (sau Al) Mn+ + ne → M * Lưu ý: - Nếu điện phân dung dịch mà có ion K+, Ca2+, Na+, Mg2+, Al3+ nước tham gia điện phân 2H2O + 2e → H2 + 2OH- VnDoc - Tải tài liệu, văn pháp luật, biểu mẫu miễn phí - Nếu dung dịch có nhiều cation cation có tính oxi hóa mạnh bị khử trước Ví dụ: Điện phân dung dịch mà catot có chứa ion Na+, Fe2+, Cu2+, Ag+ Zn2+ thứ tự điện phân là: Ag+ + 1e → Ag Cu2+ + 2e → Cu Fe2+ + 2e → Fe Zn2+ + 2e → Zn 2H2O + 2e → H2 + 2OH- Các ion H+ axit dễ bị khử ion H+ nước Quá trình điện phân diễn anot - Tại anot xảy q trình oxi hóa anion Xn- → X + ne a Anot trơ (điện cực làm than chì) Gốc axit khơng chứa oxi halogenua X-, sunfua S2- gốc axit tham gia điện phân - Thứ tự anion bị oxi hóa: S2- > I- > Br- > Cl- > RCOO- > OH- > H2O Gốc axit có chứa oxi NO3-, SO42-, PO43-, CO32-, ClO4- … nước tham gia điện phân 2H2O → O2 + 4H+ + 4e b Anot tan: Anot tham gia điện phân ứng dụng để mạ điện * Lưu ý: - Trong điện phân dung dịch nước giữ vai trị quan trọng: + Là mơi trường để cation anion di chuyển cực + Có thể tham gia vào q trình điện phân: Tại catot (-) H2O bị khử: VnDoc - Tải tài liệu, văn pháp luật, biểu mẫu miễn phí 2H2O + 2e → H2 + 2OHTại anot (+) H2O bị oxi hóa: 2H2O → O2 + 4H+ + 4e - Về chất nước nguyên chất không bị điện phân điện lớn (I = 0) Do muốn điện phân nước cần hoà thêm chất điện li mạnh như: muối tan, axit mạnh, bazơ mạnh * Định luật Faraday Khối lượng chất giải phóng điện cực tỉ lệ với điện lượng qua dung dịch đương lượng chất Trong đó: - m: khối lượng chất giải phóng điện cực (gam) - A: khối lượng mol nguyên tử chất thu điện cực - n: số electron mà nguyên tử ion cho nhận - I: cường độ dòng điện (A) - t: thời gian điện phân (s) - F: số Faraday (F = 96500 Culong/mol) B SỰ ĂN MỊN I Khái niệm ăn mịn - Ăn mòn kim loại phá hủy kim loại hợp kim tác dụng môi trường xung quanh II Phân loại - Ăn mòn kim loại gồm ăn mịn hóa học ăn mịn điện hóa Ăn mịn hóa học VnDoc - Tải tài liệu, văn pháp luật, biểu mẫu miễn phí a Nguyên nhân: kim loại có phản ứng hóa học trực tiếp với chất môi trường xung quanh b Điều kiện: kim loại đặt mơi trường có chứa chất oxi hóa mà kim loại tham gia phản ứng thường chất khí, nước, dung dịch axit c Bản chất: phản ứng oxi hóa - khử kim loại đóng vai trị chất khử Electron chuyển trực tiếp từ kim loại vào mơi trường Ăn mịn điện hóa a Khái niệm - Ăn mịn điện hóa phá hủy kim loại hợp kim tiếp xúc với dung dịch chất điện li tạo nên dòng điện b Điều kiện xảy ăn mịn điện hóa + Có điện cực khác chất (kim loại + kim loại; kim loại + phi kim; kim loại + hợp chất) + điện cực phải tiếp xúc điện với + điện cực tiếp xúc với dung dịch chất điện li (khơng khí ẩm) c Ăn mịn điện hóa học hợp kim sắt (gang, thép) khơng khí ẩm Sự ăn mịn điện hóa học hợp kim sắt (gang, thép) khơng khí ẩm có ảnh hưởng đặc biệt nghiêm trọng kinh tế quốc gia - Ở cực âm xảy oxi hóa: Fe → Fe2+ + 2e - Ở cực dương xảy khử: O2 + 2H2O + 4e → 4OHIon Fe2+ tan vào dung dịch chất điện li có hịa tan oxi Tại đây, ion Fe2+ tiếp tục bị oxi hóa tác dụng ion OH- tạo gỉ sắt có thành phần chủ yếu Fe2O3.nH2O d Cơ chế q trình ăn mịn điện hóa + Kim loại mạnh đóng vai trị cực âm (anot) + Kim loại yếu phi kim đóng vai trị cực dương(catot) + Tại cực âm, kim loại mạnh bị ăn mịn (bị oxi hóa) M → Mn+ + ne VnDoc - Tải tài liệu, văn pháp luật, biểu mẫu miễn phí + Tại cực dương, mơi trường bị khử: Môi trường axit: 2H+ + 2e → H2 Môi trường trung tính, bazơ: 2H2O + O2 + 4e → 4OH(phản ứng phụ): Mn+ + nOH- → M(OH)n (tạo gỉ) e Bản chất ăn mịn điện hóa: oxi hóa kim loại cực âm khử mơi trường cực dương Electron chuyển từ kim loại mạnh sang kim loại yếu (hoặc phi kim) vào mơi trường III Chống ăn mịn kim loại Để bảo vệ kim loại khỏi ăn mịn sử dụng phương pháp sau: Phương pháp bảo vệ bề mặt - Cách li kim loại với môi trường: sơn, mạ, tráng, nhúng nhựa - Dùng chất kìm hãm - Tăng khả chịu đựng: hợp kim chống gỉ Phương pháp điện hóa: dùng kim loại mạnh kim loại cực âm không tác dụng với nước gắn vào vật bị ăn mịn phần chìm dung dịch điện li (anot hi sinh) Ví dụ: Để bảo vệ vỏ tàu biển thép, người ta gắn Zn vào phía ngồi vỏ tàu phần chìm nước biển (nước biển dung dịch chất điện li) Phần vỏ tàu thép cực dương, Zn cực âm - Ở anot (cực âm): Zn bị oxi hóa Zn → Zn2+ + 2e - Ở catot (cực dương): O2 bị khử 2H2O + O2 + 4e → 4OHKết vỏ tàu bảo vệ, Zn vật hi sinh, bị ăn mịn Nhưng tốc độ ăn mịn điện hóa kẽm điều kiện tương đối nhỏ vỏ tàu bảo vệ thời gian dài Sau thời gian định, người ta thay Zn bị ăn mòn Zn khác Xem thêm tại: https://vndoc.com/giai-bai-tap-hoa-hoc-lop-12 VnDoc - Tải tài liệu, văn pháp luật, biểu mẫu miễn phí ... Culong/mol) B SỰ ĂN MÒN I Khái niệm ăn mòn - Ăn mòn kim loại phá hủy kim loại hợp kim tác dụng môi trường xung quanh II Phân loại - Ăn mịn kim loại gồm ăn mịn hóa học ăn mịn điện hóa Ăn mịn hóa học VnDoc. .. vào môi trường Ăn mịn điện hóa a Khái niệm - Ăn mịn điện hóa phá hủy kim loại hợp kim tiếp xúc với dung dịch chất điện li tạo nên dòng điện b Điều kiện xảy ăn mịn điện hóa + Có điện cực khác chất... + hợp chất) + điện cực phải tiếp xúc điện với + điện cực tiếp xúc với dung dịch chất điện li (khơng khí ẩm) c Ăn mịn điện hóa học hợp kim sắt (gang, thép) khơng khí ẩm Sự ăn mịn điện hóa học hợp