1) Пусть никелевый электрод опущен в раствор Ni(NO3)2, а медный – в раствор Cu(NO3)2.
Из приведенной токообразующей реакции видно, что никель в результате реакции окисляется, а ионы меди Cu2(+) – восстанавливаются.
Электрод, посылающий электроны во внешнюю цепь является АНОДОМ (на аноде протекает процесс окисления) , а электрод, принимающий электроны из внешней цепи называется КАТОДОМ (на катоде протекает процесс восстановления) .
Следовательно, согласно приведенной токообразующей реакции анодом является никелевой электрод, а анодом – медный.
Схема гальванического элемента
А (-) | Ni | NiSO4 || NiSO4 | Cu | К (+)
Убедимся, что схема приведенного гальванического элемента осуществима.
В гальваническом элементе анодом становится металл, обладающего меньшим значением электродного потенциала, а катодом – металл с большим значением электродного потенциала.
Eo(Cu(2+)/Cu) = + 0,338 B
Eo(Ni(2+)/Ni) = - 0,234 B
Поскольку
Eo(Cu(2+)/Cu) > Eo(Ni(2+)/Ni), то никелевый электрод будет анодом, а медный - катодом.
Процессы окисления-восстановления на электродах.
Ni(0) - 2е → Ni(2+) │1 - процесс окисления на аноде
Cu(2+) + 2е → Cu(0) │1 - процесс восстановления на катоде
Суммируя реакции на аноде и катоде, получаем уравнение, которое в ионной форме, выражает происходящую в элементе реакцию.
Ni + Cu(2+) → Cu + Ni(2+)
Уравнение этой реакции в молекулярной форме.
Ni + Cu(NO3)2 → Cu + Ni(NO3)2
Стандартная ЭДС гальванического элемента.
ЭДСо = Ео (катода) – Ео (анода) = Eo(Cu(2+)/Cu) – Eo(Ni(2+)/Ni) = 0,338 – (– 0,234) = 0,572 В
2) При электрохимической коррозии на аноде происходит окисление (разрушение) металла, а на катоде – восстановление ионов водорода.
Me(0) – ne → Me(n+)
2Н (+) + 2е → Н2↑(в кислой среде)
При электрохимической коррозии анодом становится металл, обладающего меньшим значением электродного потенциала, а катодом – металл с большим значением электродного потенциала.
Eo(Cu(2+)/Cu) = + 0,338 B
Eo(Al(3+)/Al) = - 1,700 B
Поскольку
Eo(Cu(2+)/Cu) > Eo(Al(3+)/Al), то алюминиевый электрод будет анодом, а медный - катодом. Следовательно, в данной гальванической паре алюминий будет разрушаться (корродировать) , а на поверхности будет происходить восстановление ионов водорода.
Процессы окисления-восстановления на электродах.
Al(0) - 3е → Al(3+) │2 - процесс окисления на аноде
2Н (+) + 2е → Н2↑ │3 - процесс восстановления на катоде
Суммируя реакции на аноде и катоде, получаем уравнение, которое в ионной форме, выражает происходящую в гальванической паре реакцию.
2Al(0) + 6Н (+) → 2Al(3+) + 3Н2↑
Уравнение электрохимической коррозии в молекулярной форме.
2Al + 6HCl = 2AlCl3 + 3Н2↑
Таким образом, продуктами коррозии являются хлорид алюминия и водород.
Схема гальванической пары
А (-)| Al | HCl | Cu | К (+)
Стандартная ЭДС гальванической пары
ЭДСо = Ео (катода) – Ео (анода) = Ео (2Н (+)/Н2) – Eo(Al(3+)/Al) = 0 – (– 1,700) = 1,7 B
⇢