Кулажанов К.С., Сулейменова М.Ш. Неорганическая химия. Учебник для студентов специальностей 5В072700 и 5В072800, обучающихся по кредитной технологии/ Алматы: 2012. 193-201 стр

3.Кабдулкаримова К.К., Омарова Н.М.,Абекова Р.С. Жалпы химия курсы бойынша есептер мен жаттығулар. – Семей,2012 – 63-67 беттер.

Дәріс № 9. Электролиз. Катодтық және анодтық процестер.Электролиз заңдары. Коррозия және металдарды коррозиядан қорғау

9. 1 Электролиз.Катодтық және анодтық процестер. Электролиз заңыдары

9.2 Коррозияның негізгі түрлері. Коррозия активаторлары және ингибиторлары

9.1 Электролиз.Катодтық және анодтық процестер. Электролиз заңыдары

Электролиттің балқымасы немесе электролиттің ерітіндісі арқылы тұрақты электр тоғы өткенде жеке электродтарда жүретін тотығу-тотықсыздану реакцияларын ЭЛЕКТРОЛИЗ дейді. Катодта (теріс электрод) тотықсыздану процесі, анодта (оң электрод) тотығу процесі жүреді.Электролиз жүргізуге көбінесе металл электродтары және металл емес электродтар да (мысалы графит) қолданылады. Металдан жасалған анодтар еритін (мысалы, мыстан, никельден жасалған) және ерімейтін (платинадан жасалған) болып бөлінеді.

Сұйытылған су ерітінділерінің электролизі кезінде КАТОДТЫҚ ПРОЦЕСС катионның электродтық потенциалымен анықталады.Оны судан тотықсызданатын сутегі ионының потенциалымен (-0,41 В) салыстырады:

1.Потенциалдары бұл саннан кем болса, металл ионы тотықсызданбайды. Катодта сутегі судан бөлінеді.

2 Н₂О + 2 ē = Н₂ + 2 ОН^-

2.Потенциалдары бұл саннан көп болса, катодта металдар ионы тотықсызданады: Меⁿ⁺ + nē → Me⁰

3.Металл потенциалы (-0,41 В) жақын болса, катодта сутегі де металл да тотықсызданады.

Анодтық процесс: Анод ерімейтін болса, онда анодта оттегісі жоқ қышқыл қалдығы(I^-, Cl^-, Br^-, S^2-, CN^-) тотығады. Егер ерітіндіде оттегісі бар қышқыл қалдығы болса (SO₄^2-, SO₃^2-, NO₃^-, CO₃^2-) онда анодта су молекуласы тотығады: 2 Н₂О + 4 ē = О₂ + 4 Н⁺

Егер анод еритін болса, онда анодтың өзі тотығады: Cu - 2ē= Cu²⁺. Электродта бөлініп шығатын заттардың массасын (m) Фарадей заңы бойынша, мына формуламен есептейді:

m= (I∙τ∙M (f_экв.B))/ F

I- тоқ күші, А; τ- электролит арқылы өткен тоқтың уақыты, с; M(f_экв.B)- затының эквивалентінің молярлық массасы, г/моль; F- Фарадей тұрақтысы, 96500 Кл/моль;

Электролиз кезінде электродта түзілген заттың мөлшері әр уақытта Фарадей заңдары бойынша алынуға тиісті теориялық мөлшерінен аз болады. Оның себебі электродтық ТТР қатар қосымша процестер де жүреді. Сондықтан электролиз кезінде негізгі өнімді алуға кеткен тоқ мөлшерін анықтау үшін тоқ бойынша шығым (Т_ш) деген түсінік қолданылады. Ол электролиз жағдайында алынған зат массасын (m₁) Фарадей заңы бойынша алынуға тиісті массаға (m) қатынасына тең:

Т_ш =m₁/m∙100

Осы формула бойынша тоқтың неше проценті негізгі затты алуға жұмсалғаны анықталады.

Өзін- өзі тексеру сұрақтары:

1.Электролиз деген не?

2.Анод және катодта жүретін процестерді түсіндіріңдер.

3.Металды рафинадтау деген не? Ол қалай жүреді?

4.Электролиз заңдары?

9.2 Коррозияның негізгі түрлері. Коррозия активаторлары және ингибиторлары

Коррозия деп металдардың және олардың құймаларының өзін қоршаған ортамен химиялық немесе электрохимиялық жолмен әрекеттесуі нәтижесінде бүлінуін айтады.

Коррозия процесінің механизмі химиялық және электрохимиялық болып екі топқа бөлінеді.

Жүйеде электр тоғы түзілмей металдардың бүлінуін химиялық коррозия дейді. Химиялық коррозия кезінде металдар өзін қоршаған әр түрлі газдармен, электролит емес заттармен әрекеттесіп, бүлінеді. Электрохимиялық коррозия металдар сумен, электролиттер ерітіндісімен не дымқыл ауамен жанасқанда жүреді. Техникада қолданылатын металдарда әр уақытта қоспалар болады. Сондықтан мұндай металдар электролитпен жанасқанда көптеген микрогальвани элементтер жұмыс істеп, активті металл электрондарын беріп, бүлінеді. Активті металл-анод, қоспа-катод болса, анодта тотығу процессі Ме- nē → Meⁿ⁺, катодта сутегінің не оттегінің тотықсыздануы жүреді: 2 Н⁺+ 2ē → 2 Н⁰ – Н₂, егер рН<7

О₂+ 4ē +2 Н₂О →4 ОН^-, егер рН>7

Металдың бұзылу жылдамдығы электродтық потенциалдар айырмасы неғұрлым көп болған сайын және ауа дымқылдығы көп болған сайын тез жүреді. Металдар өте таза болса (метеориттік темір) коррозияға ұшырамайды.

2. Стимулятор мен активаторлар деп аталатын кей заттар (хлоридтер, фторидтер, сульфидтер, нитраттар, бромидтер, иодидтер) коррозияны тездетеді. Мысалы, теңіз суында хлорид болғандықтан өзен суы мен көл суынан көп есе коррозия тез жүреді.

Ингибиторлар керісінше коррозияны тежейді. Халық шаруашылығына металл коррозиясы өте көп зиян келтіреді. Коррозияны толық болдырмауға болмайды, бірақ оның жылдамдығын көпке азайтуға болады. Ол үшін мынандай әдістер қолданылады: ортаның құрамын өзгерту, түрлі затпен металдарды қаптау (металл мен металл емеспен), электрохимиялық қорғау, металдарға басқа металдар қосу.

Осы дәріс материалымен танысқан соң, мына мағлұматтарды:

Пирометаллургия, гидрометаллургия, бұл саладағы электролиздің маңызын, Фарадей заңдарының қолданылуын, металдар коррозиясы және металдарды коррозиядан қорғау әдістерін білу керек.

Өзін- өзі тексеру сұрақтары:

1.Металдар коррозиясы деген не?

2.Коррозияның қандай түрлерін білесіңдер?

3.Электрохимиялық коррозияның химиялық коррозиядан айырмашылығы неде?

4.Коррозиялық микрогальвани элементтері неге пайда болады?

5.Қандай факторлар коррозия жылдамдығына әсер етеді?

6.Металдарды коррозиядан қорғау әдістері.Қысқаша әр әдісті сипатта.

7.Қандай заттарды ингибиторлар деп атайды?

Осы тақырып бойынша көрсетілген әдебиеттердің мына беттерін оқу керек:

1.Омаров Т.Т., Танашева М.Р. Бейорганикалық химия.Алматы: ЖШС РПБК «Дәуір», 2008. 442--445 беттер.

Поиск по сайту: