Цинк более электроположителен, чем железо, поэтому образуется электрохимическая пара цинк-железо, в которой на цинке скапливается положительный заряд, а на железе - отрицательный. Поэтом цинк практически готов к переходу в ионное состояние Zn(2+), а железо, наоборот, дополнительно защищено от этого ввиду дополнительного отрицательного заряда. Цинк — серебристо-белый, в нормальных условиях довольно хрупкий металл; плотность –7,1 r/cм3, tm –420 °С. Также, как и железо, цинк относится к группе металлов повышенной термодинамической нестабильности, имеющей значение электродного потенциала меньше, чем потенциал водородного электрода при рН = 7 (–0,413 В). Однако вода почти не действует на цинк. Это объясняется тем, что при взаимодействии цинка с водой на его поверхности образуется гидроксид, который практически не растворим и препятствует дальнейшему течению реакции. Даже в слабокислой среде коррозия чистого цинка замедлена, что связано с достаточно высоким значением перенапряжения выделения водорода на цинке (–1 В). При содержании в цинке сотых долей процента примесей таких металлов как, например, медь и железо, имеющих меньшее значение перенапряжения выделения водорода (соответственно 0,6 и 0,5 В), скорость взаимодействия цинка с кислотами увеличивается в сотни раз. На воздухе цинк окисляется, покрываясь тонкой, но прочной пленкой оксида или основного карбоната цинка. Эта пленка надежно защищает цинк от дальнейшего окисления и обусловливает высокую коррозионную стойкость металла. В противоположность этому ржавчина, например, не образует сплошной пленки на поверхности железа и между отдельными кристаллами гидратированного оксида железа III, имеются большие просветы, наличием которых и объясняется склонность железа к прогрессирующей коррозии. Высокие противокоррозионные свойства цинка при нанесении его на железо (сталь) обусловлены еще и тем, что цинк имеет электрохимический потенциал ниже, чем железо (–760 и –440 мВ соответственно), поэтому в электрохимической паре цинк-железо, возникающей в присутствии воды (влаги), цинк выполняет роль анода и растворяется, а металлическая подложка (железо) роль катода:
Zn – 2e - Zn2+ Н2О + 1/2 О2 + 2е - 2ОН– ,
в результате чего имеет место пассивация стали за счет подщелачивания. Ионы цинка реагируют с диоксидом углерода, находящимся в воздухе. Это сопровождается образованием плотных слоев нерастворимых карбонатов цинка, тормозящих дальнейшее развитие коррозионного процесса.
Дано: m(cосуда со смесью) = 514,5 г m(сосуда)= 510 г V(сосуда) = 4,48 л Найти: φ(NH3)-? Решение. Находим массу газов в сосуде: m=514,5 г - 510 г = 4,5 г Находим количество газов в сосуде n=V/Vm = 4,48 л/22,4 л/моль = 0,2 моль Таким образом 4,5 г смеси газов составляют 0,2 моль Примем количество аммиака за х моль, тогда количество азота будет равно (0,2-х) моль M(NH3)= 17 г/моль m(NH3) = n*M = 17x r M(N2)= 28 г/моль m(N2)= 28*(0.2-x) r = (5,6-28х) г 17х + 5,6-28х = 4,5 -11х = -1,1 х=0,1 Находим массу аммиака m(NH3)= 0,1 моль*17 г/моль = 1,7 г Находим массовую долю аммиака в смеси ω(NH3) = 1,7 г/4,5 г = 0,3778 или 37,78% ответ: 37,78%
Цинк более электроположителен, чем железо, поэтому образуется электрохимическая пара цинк-железо, в которой на цинке скапливается положительный заряд, а на железе - отрицательный. Поэтом цинк практически готов к переходу в ионное состояние Zn(2+), а железо, наоборот, дополнительно защищено от этого ввиду дополнительного отрицательного заряда.
Цинк — серебристо-белый, в нормальных условиях довольно хрупкий металл; плотность –7,1 r/cм3, tm –420 °С. Также, как и железо, цинк относится к группе металлов повышенной термодинамической нестабильности, имеющей значение электродного потенциала меньше, чем потенциал водородного электрода при рН = 7 (–0,413 В). Однако вода почти не действует на цинк. Это объясняется тем, что при взаимодействии цинка с водой на его поверхности образуется гидроксид, который практически не растворим и препятствует дальнейшему течению реакции. Даже в слабокислой среде коррозия чистого цинка замедлена, что связано с достаточно высоким значением перенапряжения выделения водорода на цинке (–1 В). При содержании в цинке сотых долей процента примесей таких металлов как, например, медь и железо, имеющих меньшее значение перенапряжения выделения водорода (соответственно 0,6 и 0,5 В), скорость взаимодействия цинка с кислотами увеличивается в сотни раз.
На воздухе цинк окисляется, покрываясь тонкой, но прочной пленкой оксида или основного карбоната цинка. Эта пленка надежно защищает цинк от дальнейшего окисления и обусловливает высокую коррозионную стойкость металла.
В противоположность этому ржавчина, например, не образует сплошной пленки на поверхности железа и между отдельными кристаллами гидратированного оксида железа III, имеются большие просветы, наличием которых и объясняется склонность железа к прогрессирующей коррозии. Высокие противокоррозионные свойства цинка при нанесении его на железо (сталь) обусловлены еще и тем, что цинк имеет электрохимический потенциал ниже, чем железо (–760 и –440 мВ соответственно), поэтому в электрохимической паре цинк-железо, возникающей в присутствии воды (влаги), цинк выполняет роль анода и растворяется, а металлическая подложка (железо) роль катода:
Zn – 2e - Zn2+
Н2О + 1/2 О2 + 2е - 2ОН– ,
в результате чего имеет место пассивация стали за счет подщелачивания. Ионы цинка реагируют с диоксидом углерода, находящимся в воздухе. Это сопровождается образованием плотных слоев нерастворимых карбонатов цинка, тормозящих дальнейшее развитие коррозионного процесса.
m(cосуда со смесью) = 514,5 г
m(сосуда)= 510 г
V(сосуда) = 4,48 л
Найти:
φ(NH3)-?
Решение.
Находим массу газов в сосуде:
m=514,5 г - 510 г = 4,5 г
Находим количество газов в сосуде
n=V/Vm = 4,48 л/22,4 л/моль = 0,2 моль
Таким образом 4,5 г смеси газов составляют 0,2 моль
Примем количество аммиака за х моль, тогда количество азота будет равно (0,2-х) моль
M(NH3)= 17 г/моль
m(NH3) = n*M = 17x r
M(N2)= 28 г/моль
m(N2)= 28*(0.2-x) r = (5,6-28х) г
17х + 5,6-28х = 4,5
-11х = -1,1
х=0,1
Находим массу аммиака
m(NH3)= 0,1 моль*17 г/моль = 1,7 г
Находим массовую долю аммиака в смеси
ω(NH3) = 1,7 г/4,5 г = 0,3778 или 37,78%
ответ: 37,78%