BÀI GIỮA KỲ: Tóm tắt đề bài: • • • • Thế ăn mòn : ϕ ăn mòn= -0.85V 2+ -6 o [Zn ] = 10 M, ϕ Zn2+ = -0.76V Mật độ dòng ăn mòn: io = 10 -2 (A/m2) Hệ số Tafel : Ba = 0.045V xác định tốc độ ăn mòn kẽm điều kiện Bài giải • Tại nhiệt độ 25oC, theo phương trình Nernst ta có: ϕZn2+ = ϕoZn2+ + .lg[Zn2+] = -0.76 + .lg(10-6 ) = -0.937V • Xác định thế: ɳ= ϕăn mòn - ϕZn2+ = -0.85 – (-0.937) = 0.087V • Phương trình Butler-Volmer cho điện cực đơn: i= ia +ic = io.exp( - io.exp( Với điều kiện () xảy trình anot Khi () i= ia = io. exp( logia = lgio + với ba = = 0.045V logia = lg(10-2) + ia = 0.86 A/m2 • Tốc độ ăn mòn kẽm nước biển 25oC : km = = 2,9.10-4 ( g/m2.s ) = 2,9.10-7 ( Kg/m2.s ) = = 4,1.10-11 (m/s) = 4,1.10-11 .103 .365.24.3600= 1,29 (mm/năm) Bài 14.6/trang 282- sách 116bài tập hóa lý sở Tại anot: ƞa = bax = 0.045x = 0.135V Tại catot: ƞc = bcx = -0.12x = -0.96V Bài 14.7/trang 282- sách 116bài tập hóa lý sở - Trong môi trường pH = ( môi trường axit) có khả ăn mòn khử phân cực hydro oxi. Vì môi trường đuổi hết oxi nên xảy trình khử phân cực hydro - Điều kiện để xảy khử phân cực hydro: EHcb > EM - Theo đề thiếc bị ăn mòn môi trường pH=4. Do Sn Sn2+ + 2e Lúc này, môi trường gồm ion: H+ Sn2+. Xét khả ăn mòn Fe môi trường - Xét khả ăn mòn Fe với ion Sn2+: Fe + Sn2+ - Giả sử sắt bị ăn mòn ion Sn2+. Khi đó, ta có phương trình : Fe + Sn2+ Tại anot: Fe2+ + Sn (1) Fe2+ + 2e Fe = + = -0.44 + x lg (10-6) = -0.617 (V) Sn2+ + 2e Tại catot: Sn = + = -0.14 + x lg (10-6) = -0.317 (V) Khi : Epin= ϕ+ - ϕ- = -0.317 + 0.617 = 0.3 (V) ˃ phản ứng (1) tự xảy Sắt bị ăn mòn môi trường có ion Sn 2+(*) - Xét khả ăn mòn Fe môi trường có ion H + - Theo kết (*) ta thấy Sn2+ bị Fe chuyển Sn, ta xem Sn điện cực để H sinh bám vào. Do , ta có sơ đồ pin sau: (-) Fe/Fe 2+ // H+/H2,Sn (+) Fe2+ + 2e Tại anot : Fe = + = -0.44 + x lg (10-6) = -0.617 (V) Tại catot: H+ + 2e - H2 Ta có : ƞ = ΔE - ΔEcb Với : ΔE = - = – (- 0.14) = 0.14 (V) ΔEcb = - = + 0.317 0.53 = 0.14 – ( + 0.317 ) = -0.073 (V) - Ta thấy : ˃ Fe bị ăn mòn Vậy sắt bị ăn mòn dung dịch Bài 14.8/trang 282- sách 116bài tập hóa lý sở TÓM TẮT ĐỀ • • • • • • Dung dịch có pH=3, bão hòa H2 ba= 0.04 ; bc= -0.12 V = -0.398V io = 9.10-7 A/Cm2 [ Fe] = 10-6 M Tính tốc độ ăn mòn Fe BÀI GIẢI Fe2+ + 2e Tại anot: Fe = + = -0.44 + x lg (10-6) = -0.617 (V) Quá : ƞa = - = -0.398+ 0.617 = 0.219 (V) Mật độ dòng anot: ia= io.lg(ƞa/ba) = 9x10-7.lg(0.219/0.04)= 6.6x10-7(A/Cm2) Tại catot: H+ + 2e H2 = -0.059x pH = -0.059x = -0.177V Quá thế: ƞc = - = -0.398 + 0.177 = -0.221 V Mật độ dòng catot: ic= -io.lg(ƞc/bc) = -9x10-7.lg(-0.221/-0.12)= -2.4x10-7(A/Cm2) itổng= ia+ ic = 4.2x10-7(A/Cm2) Tốc độ ăn mòn sắt: km = = 1.2x10-10 ( g/cm2.s ) =1.2x10-9 ( Kg/m2.s ) = = 1.5x10-13 (m/s) =1.5x10-13.103 .365.24.3600= 0.005 (mm/năm) Bài 14.9/trang 282- sách 116bài tập hóa lý sở Kim loại có khả ăn mòn sau 1. Trong môi trường axit có khả xảy phản ứng sau: … trang 277/ sách 116baif tập hóa lý sở Áp dụng 1. Sắt tiếp xúc với môi trường có pH=3 ( [Fe2+] = 10-6), PH2= 10 -6 Sơ đồ pin: Fe/Fe2+ (10-6)//H+(pH=3)/H2(10-6) Fe2+ + 2e Tại anot: Fe = + = -0.44 + x lg (10-6) = -0.617 (V) Tại catot: H+ + 2e H2 = -0.059x pH – 0.03xlg(PH2) = -0.059x – 0.03xlg(10-6) = 0.003V Khi : E = - = 0.003+ 0.617 = 0.62V ˃0 Fe bị ăn mòn 2. Thiếc tiếp xúc với môi trường có pH=7 ( [Sn2+] = 10-6), PH2= 10 -6 Tại anot: Sn2+ + 2e Sn = + = -0.136 + x lg (10-6) = -0.313(V) Tại catot: H+ + 2e H2 = -0.059x pH – 0.03xlg(PH2) = -0.059x – 0.03xlg(10-6) = -0.233V Khi : E = - = -0.233+ 0.313 = 0.08V ˃0 Sn bị ăn mòn 3. Thiếc tiếp xúc với môi trường có pH=7 ( [Sn2+] = 10-6), PO2= 0.2atm Tại anot: Sn2+ + 2e Sn = + = -0.136 + x lg (10-6) = -0.313(V) Tại catot: 2H+ +O2 + 2e H2O = 1.23 -0.059xpH – 0.015xlg(PO2) = 1.23-0.059x – 0.015xlg(0.2) = 0.827V Khi : E = - = 0.827+ 0.313 = 1.14V ˃0 Sn bị ăn mòn Bài 14.10 (Trang 283, sách 116 Bài tập hóa lý sở, Lâm Ngọc Thiềm) Tính tốc độ ăn mòn kim loại sắt với chất khử phân cực Hidro. Biết hệ số Tafel b c = 2ba = 0,1 V dòng trao đổi trình anod catod 10 -1 A/m2. Cho biết điện cực chuẩn sắt -0,44 V [Fe 2+] = 10-6 M. Chấp nhận điều kiện pH =7 PH2= atm. (Chú ý xảy chế ăn mòn pin đoạn mạch) Giải: sơ đồ pin: (-) Fe/Fe2+//H+/H2 (+) EFe2+/Fe = -0,44 + .lg 10-6 = -0,617 V EH+/H2 = - 0,059.7 -0,03.lg1=- 0,413 V E = - 0,413 + 0,617 = 0,204V Eo = 0,44 V Nên ɳ = Eo - E = 0,44 – 0,204 = 0,236 Ta có ɳ = β.lg. Với β = bc + ba = 0,1 + 0,1/2 = 0,15 V Iam = 3,744 (A/m2) Do ăn mòn điện hóa theo chế pin điện đoạn mạch nên mật độ dòng ăn mòn: Iam =ia= 3,744 (A/m2) Tốc độ ăn mòn:K = = =1,086.10-3 (g/m.h) . tắt đề bài : • Thế ăn mòn : ϕ ăn mòn = -0.85V • [Zn 2+ ] = 10 -6 M, ϕ o Zn2+ = -0.76V • Mật độ dòng ăn mòn: i o = 10 -2 (A/m 2 ) • Hệ số Tafel : B a = 0.045V xác định tốc độ ăn mòn của. đề bài thì thiếc bị ăn mòn trong môi trường pH=4. Do đó Sn Sn 2+ + 2e Lúc này, môi trường gồm 2 ion: H + và Sn 2+ . Xét khả năng ăn mòn của Fe trong môi trường này - Xét khả năng ăn mòn. 0.14 – ( + 0.317 ) = -0.073 (V) - Ta thấy : ˃ Fe bị ăn mòn Vậy sắt bị ăn mòn trong dung dịch trên Bài 14.8/trang 282- sách 11 6bài tập hóa lý cơ sở • Dung dịch có pH=3, bão hòa