bài tập điện hóa ăn mòn

BI TP IN HểA-N MềN Cõu 1: Cú mt chic pin nh sau: Pt , H ( PH = 1) ddHCl KCl bh Hg Cl , Hg 1/ Vit cỏc phn ng xy pin (gm phn ng trờn cỏc cc v phn ng tng quỏt) 2/ Xỏc ủnh pH Cho bit sc ủin ủng ca pin 180C bng 0.332 V v nhit ủ ny th ca ủin cc calomel bóo hũa bng 0.250 V (R = 8.314 J/K.mol; F = 96500 C) Cõu 2: Trong s cỏc kim loi sau ủõy, kim loi no b n mũn khụng khớ m cú pH=7 v nhit ủ 250C : Fe, Cu, Pb, Ag? Cho bit th ủin cc chun ca kim loi tng ng bng - 0.44; + 0.34; - 0.126; + 0.799 V Cho bit ỏp sut riờng phn ca oxy khụng khớ m bng 0.21 atm v EO0 / H O = +1.23V kim loi b n mũn, nng ủ ca nú khụng nh hn 10-6 mol/l Tớnh tc ủ n mũn ca km nc bin 250C Cho bit th n Cõu 3: mũn bng -0.85 V, nng ủ Zn2+ bng 10-6mol/l, th ủin cc chun ca km bng -0.76 V, h s Tafel bng 0.045 V v io,Zn = 10-2A/cm2 Cõu 4: Hai tm st v thic tip xỳc trc tip vi dung dch cú pH = 4, v ủó ủui ht oxy hũa tan (PH2 = 1atm) St v thic cú b n mũn dung dch ny khụng? Tớnh sc ủin ủng ca pin? Chp nhn rng nng ủ ion ti thiu ủ gõy n mũn l 10-6mol/l Cho bit th chun ca st v thic l - 0.44 v - 0.14 V Trng hp cú s hũa tan oxy vo dung dch (PO2 = 0.21 atm) thỡ sc ủin ủng ca pin n mũn bng bao nhiờu? Bit rng EO0 / H O = +1.23V Cõu 5: Thit lp pin ri tớnh sc ủin ủng ca nú ( 250C), vit phn ng xy pin v phn ng tng quỏt t cỏc ủin cc sau: 2 2 Ag , AgBr Br (C Br = 0.34) E = +0.07V Fe 3+ (C Fe 3+ = 0.1), Fe 2+ (C Fe + = 0.02) Pt E = +0.77V Cõu 6: Da vo s ủo n mũn st mụi trng cú pH = 250C, khụng cú s hũa tan oxy song li bóo hũa khớ hydrụ, ta thy th n mũn bng 0.398 V 1/ Hay tớnh tc ủ hũa tan st 2/ Tớnh mt ủ dũng trao ủi ủi vi phn ng thoỏt hydrụ trờn st Cho bit th ủin cc chun ca st bng -0.44 V; nng ủ Fe2+ bng 0.02 mol/l; mt ủ dũng trao ủi ca st bng 9.10-7 A/cm2; R = 8.314 J/K.mol; F = 96500 C; h s chuyn ủin tớch = 0.5 Cõu 7: Tớnh tc ủ n mũn ủi vi phn ng xy gia mt kim loi v mt cht kh cc bit rng hiu gia hai ủin th Nernst tng ng bng 0.45 V, h s Tafel bc = ba = 0.1V ; mt ủ dũng trao ủi ca quỏ trỡnh ant v catt bng v bng 10-1 A/m2 Cõu 8: Khi tin hnh ủo tc ủ n mũn ca thộp CT3 nc bin bng phng phỏp ngoi suy Tafel ngi ta thu ủc phng trỡnh biu din ủon thng trờn nhỏnh ant cú dng nh sau: Eanode = -0.4183 + 0.050logi (Eanode : Volt; i : mA/cm2) Hóy xỏc ủnh: 1/ H s chuyn ủin tớch thc nghim ca quỏ trỡnh ant (thc nghim) 2/ in th ủin cc cõn bng ca quỏ trỡnh ant ( E Fecb / Fe ) Bit quỏ trỡnh ủo ngi ta s dng ủin cc so sỏnh calomel bóo hũa Vi Ecalomel = +0.24V ;i 0, Fe = 10 mA / cm Cõu 9: Cú mt chic pin nh sau: Pt , H ( PH = 1) ddHCl (a = 0.15) KCl bh AgCl , Ag 2+ 1/ Vit cỏc phn ng xy trờn cỏc ủin cc v phn ng tng quỏt 2/ Xỏc ủnh sc ủin ủng ca pin 250C Cho bit th ủin cc chun ca bc-bc clorua bng 0.222 V Cõu 10: Mt tm st cú tng din tớch 1000 cm2 ủc nhỳng vo dung dch mui km, ủúng vai trũ l catt ca bỡnh ủin phõn (ant ca bỡnh ủin phõn l mt ủin cc tr) Xỏc ủnh b by ca lp km bỏm vo catt sau 25 phỳt bit mt ủ dũng trung bỡnh bng 2.5 A/dm2 T trng ca km l 7.15 g/cm3, trng lng nguyờn t ca km l 65 1/ Da vo tiờu nhit ủng lc no ủ tiờn ủoỏn kh nng b n Cõu 11: mũn hay bn vng ca vt liu bng kim loi tip xỳc vi dung dch? Vit phng trỡnh phn ng cho phộp tiờn ủoỏn mt kim loi cú b n mũn tip xỳc vi dung dch cỏc trng hp sau: a/ H+ tham gia phn ng catt b/ Oxi tham gia phn ng catt 2/ Cho bit ti pH = st cú b n mũn khụng (xột c hai trng hp trờn)? Chp nhn ủiu kin n mũn PH2=1atm, PO2 = 0.21atm, th tiờu chun ca st bng - 0.44 V, EO0 / H O = +1.23V , v nng ủ ca Fe2+ bng 10-6 mol/l 3/ Tớnh sc ủin ủng ca pin n mũn c hai trng hp trờn Cõu 12: Vit cỏc phn ng xy cho mt tm st vo dung dch H2SO4 0.1M Xỏc ủnh tc ủ n mũn st dung dch trờn, tớnh theo cỏc ủn v sau: g/cm2.s; m/s; v mm/nm Cho bit mt ủ dũng n mũn bng 7.94ì10-4A/cm2, lng riờng ca st l 7.8g/cm3, trng lng nguyờn t ca st bng 56 Cõu 13: 1/ Da vo nhng tiờu nhit ủng lc hc no ủ tiờn ủoỏn kh nng n mũn hay bn vng ca vt liu bng kim loi tip xỳc vi dung dch? Hóy vit nhng phng trỡnh cho phộp tiờn ủoỏn mt kim loi cú th b n mũn tip xỳc vi dung dch cỏc trng hp sau: a/ H+ tham gia phn ng catt b/ Oxi tham gia phn ng catt 2 2/ Da vo cỏc tiờu nhit ủng trờn hóy cho bit kh nng n mũn ca thit (th tiờu chun bng -0.136) dung dch nc cú pH = v cú s hũa tan oxy PO2 = 0.21 atm, chp nhn th chun ca oxy bng +0.41V v nng ủ Sn2+ bng 10-6 mol/l Tớnh cng ủ dũng n mũn (Icorr) v ủin th n mũn (Ecorr) ca Cõu 14: mt tm km din tớch cm2 tip xỳc vi mt tm st cú din tớch 100 cm2, mụi trng nc 25oC Cho bit mt ủ dũng trao ủi bng v bng 10-6 A/cm2, nng ủ cỏc ion bng 10-6 mol/l v cỏc th chun ca km v st tng ng bng -0.76 V v -0.44 V Cõu 15: Khi nhỳng mt kim loi vo dung dch cú pH = 5.5, ủin th b mt ca kim loi ủo ủc l -0.3 Volt (SHE) Thanh kim loi cú b n mũn dung dch trờn hay khụng? Khi cỏc trng hp sau ủõy xy ra: 1/ Dung dch ủó ủui ht khớ hũa tan (cho PH2 = 1atm) 2/ Dung dch khụng ủui khớ (cho PO2 = 0.21atm; EO0 / H O = +1.23V ) 3/ Tớnh sc ủin ủng ca pin n mũn Cú mt chic pin ủc vit sau: Sn Sn 2+ (a = 0.35) Pb 2+ (a = 0,001) Pb Cõu 16: 2 E(volt) 1/ Xỏc ủnh du ca cỏc ủin cc v vit cỏc phn ng xy trờn cỏc ủin cc v phn ng tng quỏt 2/ Xỏc ủnh sc ủin ủng ca pin 250C Cho bit th ủin cc chun ca thic v chỡ l -0,14V v -0,1265V Cõu 17: S dng gin ủ ủng cong phõn cc di ủõy Hóy cho bit: 1/ í ngha ca cỏc ủim A, B, C, D 2/ So sỏnh tc ủ n mũn ca kim loi M dung dch axit cú mt ca cht oxy hoỏ trờn 3/ Xỏc ủnh gn ủỳng ủin th n mũn v tc ủ n mũn ca h F e3 +->F e2 + H +- >H su m ( ic ) M - >M + su m ( ia ) - - - - -1 -9 -8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 lo g i ( m A /c m ) E(volt) Cõu 18: S dng gin ủ ủng cong phõn cc di ủõy Hóy cho bit: 1/ í ngha ca cỏc ủim A, B, C 2/ Nhn xột s nh hng ca cht oxy hoỏ ủn tc ủ n mũn ca Fe 3/ Xỏc ủnh gn ủỳng icorr,Fe dung dch axit khụng cú cht oxy hoỏ Fe3+ >Fe2+ 0.6 H+ >H2 0.5 sum(ic) 0.4 Fe >Fe2+ 0.3 0.2 0.1 -0.1 -0.2 -0.3 -0.4 logi (A/cm2) -0.5 -8 -7.5 -7 -6.5 -6 -5.5 -5 -4.5 -4 E(volt) Cõu 19: S dng gin ủ ủng cong phõn cc di ủõy Hóy cho bit: 1/ í ngha ca dim A, B, C, D 2/ Xỏc ủnh gn ủỳng tc ủ n mũn ca kim loi M ghộp ủụi vi kim loi N H+->H2(M) -0.1 H+->H2(N) -0.2 sum(ic) N->N+ -0.3 M->M+ -0.4 sum(ia) -0.5 -0.6 -0.7 -0.8 -0.9 -1 logi (mA/cm2) -8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 Cõu 20: Da trờn gin ủ E-pH ca h Fe-H2O 250C v 1atm cho di ủõy: 1/ Hóy thit lp phng trỡnh ủng (ch mi quan hờ gi E-pH) ca phn ng: Fe + H O Fe (OH ) + H + + 2e Cho: C Fe 2+ = C Fe 3+ = C HFeO = 10 mol / l ; C Fe 2+ ì (COH ) = 1.9 ì 10 15 ; E Fe0 2+ / Fe = 0.44V E(V) 2/ í ngha ca gin ủ trờn G i a ớn õ ọ E -p H c u ớa h ó ỷ F e -H O 2 F e3 + b F e(O H )3 F e2 + a -0 F e(O H )2 Fe -1 10 H F eO - -1 10 12 14 pH Cõu 21: Da vo cỏc ủ th di ủõy hóy cho bit: 1/ í ngha cỏc ủim A, B, C, D, E v X 2/ So sỏnh s nh hng ca cht oxi húa ủc thờm vo 3/ Cú nhn xột gỡ s dng cht oxy húa ủ kim loi vo trng thỏi th ủng E (V) E D C X B A logi Cõu 22: Cho hai hp kim A v B (cú kh nng th ủng) cú cỏc thụng s ủin húa bng sau: Hp kim A Hp kim B Ecorr(V) icorr(A/m2 ) -0.40 10-6 -0.20 10-6.4 a Epass(V) +0.25 +0.25 0.0 +0.3 ipass(A/m2 ) 10-5 10-6 Equỏ th ủng(V) +0.7 +1.2 1/ V ủng cong phõn cc ca quỏ trỡnh n mũn ca hai hp kim trờn 2/ Hp kim no s d dng ủc bo v bng phng phỏp bo v ant hn? Ti sao? Cõu 23: Hóy trỡnh by c ch hỡnh thnh mng oxyt nhụm (Al2O3) bng phng phỏp anụt hoỏ; v c ch nhum mu mng nhụm Mun tng chiu dy ca mng oxyt nhụm cn phi thay ủi cỏc thụng s k thut no? Ti sao? Cõu 24: 1/ Hóy v ủng cong phõn cc ủi vi phn ng n mũn kim loi Fe dung dch axit v tớnh ủin th n mũn (Ecorr) v tc ủ n mũn (icorr) t ủ th ủó v cb Phn ng: Fe = Fe2+ + 2e; E Fe = 0.45V ; i0, Fe / Fe = 10 A / cm ; a = 0.25V / Fe 2+ + 2H + 2e = H2; E cb H + / H2 2+ = 0.12V ; i0, H + / H = 10 A / cm ; c = 0.25V 2/ S dng ủ th trờn cho bit tc ủ n mũn ca kim loi Fe s thay ủi nh th no khi: a/ Tng nng ủ ca ion H+ b/ Lm gim phn ng ho tan ant Cõu 25: bo v mt cụng trỡnh bng thộp ủt di bin, ngi ta cú th s dng phng phỏp bo v bng protector (anod hi sinh) Nhng kim loi no sau ủõy cú th ủc dựng lm protector tt nht: Al; Zn; Cd; Ni ? Ti ? Hóy gii thớch ủi vi cỏc kim loi cũn li Cho bit ủin th ủin cc chun ca cỏc kim loi trờn mụi trng nc l: 0 E Fe = 0.440V / SHE; E Al = 1.660V / SHE; E Zn = 0.763V / SHE; 2+ 3+ 2+ / Fe / Al / Zn ECd = 0.402V / SHE; E Ni0 + / Ni = 0.230V / SHE 2+ / Cd Cõu 26: Da vo cỏc d kin sau ủ v ủ th E-logi ca phn ng n mũn st dung dch bo ho hydro v khụng cha oxy, vi pH=3 * i vi quỏ trỡnh ant: Fe = Fe2+ + 2e Nng ủ ca ion Fe2+ dung dch: CFe2+=2ì ì10-6 mol/l Mt ủ dũng trao ủi ca Fe dung dch trờn: io,Fe=10-8 A/cm2 in th ủin cc chun ca Fe: E Fe = 0.44V / Fe + * i vi quỏ trỡnh catt: 2H +2e = H2 Mt ủ dũng trao ủi ca ion H+ dung dch trờn: io,H2(Fe)=10-7 A/cm2 Cho bit hng s Tafel tt c cỏc trng hp bng 0.25V 1/ Hóy xỏc ủnh ủin th n mũn (Ecorr) v tc ủ n mũn (icorr) ca st 2+ 2/ Mt ủ dũng bo v catt phi bng bao nhiờu ủ tc ủ n mũn ca st bng Rỳt kt lun gỡ cho trng hp ny? Cõu 27: Hóy trỡnh by c ch hỡnh thnh mng pht phỏt trờn kim loi ủen bng phng phỏp húa hc; Chiu dy v cu trỳc ca mng ph thuc vo nhng thụng s k thut no? Cõu 28: 1/ Hóy s dng cỏc d kin di ủõy ủ ve ủng cong phõn cc ủi vi phn ng n mũn kim loi Zn dung dch axit loóng vi pH=5; tớnh ủin th n mũn (Ecorr) v tc ủ n mũn (icorr) ca km (b qua cỏc phn ng kh phõn cc khỏc) Phn ng: Zn=Zn2++2e = 0.76V ; i0, Zn / Zn = 10 A / cm ; a = 0.25V ; C Zn = 10 mol / l E Zn / Zn 2+ 2+ 2+ + 2H + 2e = H2 i0, H ( Zn ) = 10 A / cm ; c = 0.25V 2/ S dng ủ th trờn cho bit tc ủ n mũn ca kim loi Zn s thay ủi nh th no khi: a/ Tng nng ủ ca ion H+ b/ Gim h s Tafel ca phn ng catt Cõu 29: 1/ Hóy vit cỏc phn ng ca quỏ trỡnh n mũn thộp nc sch o 25 C V minh ho cỏc phn ng ủú lờn ủ th E-logi 2/ Da trờn c ch cỏc phn ng trờn (hoc trờn ủ th ủó v) hóy xỏc ủnh tc ủ n mũn ca thộp ủú Cho bit mng sn phm hỡnh thnh Fe(OH)2 cú chiu dy 0.05 cm; nng ủ oxy hũa tan nc l 0.25ì10-3mol/l; H s khuych tỏn ca oxy nc l 2ì10-5cm2/s Cõu 30: 1/ Hóy s dng cỏc d kin di ủõy ủ v ủng cong phõn cc ủi vi phn ng n mũn kim loi M dung dch axit; tớnh ủin th n mũn (Ecorr,M) v tc ủ n mũn (icorr,M) Phn ng: M = M+ + e; E Mcb / M = 0.7V ; i0, M = 10 A / cm ; a = 0.25V + 2H+ + 2e = H2; E Hcb + / H2 = +0.1V ; i0, H ( M ) = 10 A / cm ; c = 0.25V 2/ S dng ủ th trờn, nhng bit mt ủ dũng gii hn ca phn ng kh l 10-5 A/cm2 Hóy xỏc ủnh li ủin th n mũn (Ecorr,M) v tc ủ n mũn (icorr,M) Cõu 31: S ủ h thng bo v catod bng dũng ngoi cú th lp ủt nh sau (hỡnh 1a) v s ủ ủng cong phõn cc bo v kim loi mụi trng axit khụng cú oxy hũa tan (hỡnh 1b), v mụi trng trung tớnh hay kim cú oxy hũa tan (hỡnh 1c) phõn cc catt khong 120mV so vi ủin th n mũn 1/ Hóy cho bit tờn ủó ủc ủỏnh s hỡnh 1a 2/ Hóy xỏc ủnh tc ủ n mũn ca kim loi trc ủc bo v v tc ủ n mũn ca kim loi sau ủó ỏp ủt mt mt ủ dũng ủin bng ngun ngoi (iaủ) hai hỡnh 1b v 1c 3/ Hóy gii thớch ti mụi trng axit s dng phng phỏp bo v catod bng dũng ngoi l khụng thc t cũn mụi trng trung tớnh cú oxy hũa tan l rt kinh t V A E(V) 2+ Ecorr hỡnh 1a FeFe + 2e 120mV E(V) àA/cm 0,1 2+ Ecorr 100 FeFe + 2e hỡnh 1c 120mV + 2H +2eH2 iaủ hỡnh 1b 10 -6 10 -3 10 -2 A/cm2 Cõu 32: Da vo s ủo n mũn st mụi trng cú pH = 3, 250C khụng cú s hũa tan oxy song li bóo hũa khớ hydro, ta thy th n mũn bng -0.398 V, h s Tafel ủi vi quỏ trỡnh ant a= 0,04 V, ủi vi quỏ trỡnh catt c=-0,12V 1/ Hóy tớnh tc ủ hũa tan st 2/ Tớnh mt ủ dũng trao ủi ủi vi phn ng thoỏt hydrụ trờn st 3/ Tớnh mt ủ dũng bo v catt ủ cho tc ủ n mũn gim ti Cho bit th ủin cc chun ca st bng -0.44 V; hot ủ Fe2+ bng 0.02 mol/l; mt ủ dũng trao ủi ca st bng 9.10-7 A/cm2;