Hóa vô cơ ( phần 5)

Hóa vô cơ ( phần 5) Dãy thế điện hoá của kim loại 1. Cặp oxi hoá - khử của kim loại. Trong những điều kiện nhất định, cân bằng. có thể xảy ra theo 1 chiều xác định. Trong đó : Me là dạng khử, Men+ là dạng oxi hoá.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Hóa vô cơ ( phần 5)Hóa vô cơ ( phần 5)Dãy thế điện hoá của kim loại 1. Cặp oxi hoá - khử của kim loại. Trong những điều kiện nhất định, cân bằng. có thể xảy ra theo 1 chiều xác định. Trong đó : Me là dạng khử, Men+ là dạng oxi hoá. Dạng oxi hoá và dạng khử của cùng một nguyên tố tạo thành cặp oxihoá - khử (oxh/kh). Ví dụ: Các cặp oxi hoá - khử : Fe2+/Fe, Cu2+/Cu, Al3+/Al. 2. Điện thế oxi hoá - khử. Để đặc trưng cho khả năng oxi hoá - khử của một cặp oxi hoá - khử,người ta dùng đại lượng gọi là điện thế oxi hoá - khử và ký hiệu Eoxh/kh. Khi nồng độ dạng oxi hoá và nồng độ dạng khử bằng 1mol/l ([oxh] =[kh] = 1mol/l), ta có thể oxi hoá - khử chuẩn oxh/kh. 3. Ý nghĩa của dãy thế điện hoá của kim loại a) D ự đoán chiều phản ứng giữa 2 cặp oxh - kh: Khi cho 2 cặp oxh - kh gặp nhau, dạng oxh của cặp nằm ở bên phải (cóthế oxh - kh lớn hơn) oxh được dạng khử của cặp nằm ở bên trái. Ví dụ: Có 2 cặp oxh - kh : Zn2+/Zn và Fe2+/Fe phản ứng: Có 2 cặp oxh - kh: Zn2+/Zn và Cu2+/Cu phản ứng: b) Những kim loại đứng trước H (phía trái) đẩy được hiđro ra khỏidung dịch axit. Ví dụ:Hợp kim 1. Đ ịnh nghĩa Hợp kim là chất rắn thu được sau khi nung chảy một hỗn hợp nhiềukim loại khác nhau hoặc hỗn hợp kim loại và phi kim. 2. Cấu tạo của hợp kim Hợp kim thường được cấu tạo bằng các loại tinh thể: a) Tinh thể hỗn hợp: Gồm những tinh thể của các đơn chất trong hỗnhợp ban đ ầu, khi nóng chảy chúng không tan vào nhau. b) Tinh thể dung dịch rắn: Là những tinh thể được tạo thành sau khinung nóng chảy các đơn chất trong hỗn hợp tan vào nhau c) Tinh thể hợp chất hoá học: Là tinh thể của những hợp chất hoá họcđược tạo ra sau khi nung nóng chảy các đơn chất trong hỗn hợp. 3. Liên kết hoá học trong hợp kim: Liên kết trong hợp kim chủ yếu là liên kết kim loại. Trong loại hợp kimcó tinh thể là hợp chất hoá học, kiểu liên kết là liên kết cộng hoá trị. 4. Tính chất của hợp kim: Hợp kim có những tính chất hoá học tương tự tính chất của các chấttrong hỗn hợp ban đầu, nhưng tính chất vật lý và tính chất cơ học lạikhác nhiều. 5. Ứ ng dụng: Hợp kim được dùng nhiều trong: - Công nghiệp chế tạo máy: chế tạo ôtô, máy bay, các loại máy móc… - Công nghiệp xây dựng…Ăn mòn kim loại và chống ăn mòn 1. Sự ăn mòn kim loại. Sự phá huỷ kim loại hoặc hợp kim do tác dụng hoá học của môi trườngxung quanh gọi là sự ăn mòn kim loại. Ăn mòn kim lo ại được chia thành 2 loại chính: ăn mòn hoá học và ănmòn đ iện hoá. a) Ăn mòn hoá học: Ăn m òn hoá học là sự phá huỷ kim loại do kim loại phản ứng hoá họcvới chất khí hoặc hơi nước ở nhiệt độ cao. Đặc điểm của ăn mòn hoá học: - Không phát sinh dòng điện. - Nhiệt độ càng cao thì tốc độ ăn mòn càng nhanh. Sự ăn mò n hoá học thường xảy ra ở: - Những thiết bị của lò đốt. - Những chi tiết của động cơ đốt trong. - Những thiết bị tiếp xúc với hơi nước ở nhiệt độ cao. Ví dụ: Bản chất của ăn mòn hoá học là quá trình oxi hoá - khử, trong đó cácelectron của kim loại chuyển trực tiếp sang môi trường tác dụng: b) Ăn mòn đ iện hoá: Ăn m òn điện hoá là sự phá huỷ kim loại do kim loại tiếp xúc với dungdịch chất điện li tạo nên dòng điện. Cơ chế ăn mòn điện hoá: Những kim loại dùng trong đời sống và kỹ thuật thường ít nhiều có lẫntạp chất (kim loại khác hoặc phi kim), khi tiếp xúc với môi trường điện li(như hơi nước có hoà lẫn các khí CO2, NO2, SO2,…hoặc nước biển, …)sẽ xảy ra quá trình ăn mòn điện hoá. Xét cơ chế ăn mòn sắt có lẫn đồng trong không khí ẩm có hoà tan H +,O2, CO2, NO2,…tạo thành môi trường điện li. Sắt có lẫn đồng tiếp xúc với môi trường điện li tạo thành 1 pin, trongđó Fe là kim loại hoạt động hơn là cực âm, Cu là cực dương. - Ở cực âm: Fe bị oxi hoá và bị ăn mòn. Ion Fe2+ tan vào môi trường điện li, trên sắt dư e. Các e dư này chạysang Cu (để giảm bớt sự chênh lệch điện tích âm giữa thanh sắt và đồng). - Ở cực dương: Xảy ra quá trình khử ion H+ và O2. Ion H + và O2 trong môi trường điện li đến miếng Cu thu e: Sau đó x ảy ra quá trình tạo thành gỉ sắt: Các hiđroxit sắt này có thể bị mất H2O tạo thành gỉ sắt, có thành phầnxác định: 2. Cách chống ăn mòn kim lo ại: a) Cách li kim loại với môi trường: Dùng những chất bền với môi trường phủ lên bề mặt kim loại. Đó là: - Các loại sơn chống gỉ, vecni, dầu mỡ, tráng men, phủ hợp chấtpolime. - Mạ một số kim loại bền như crom, niken, đồng, kẽm, thiếc lên bề mặtkim loại cần bảo vệ. b) Dùng hợp kim chống gỉ (hợp kim inox): Chế tạo những hợp kim không gỉ trong môi trường không khí, môitrường hoá chất. Những hợp kim không gỉ thường đắt tiền, vì vậy sử dụngchúng còn hạn chế. c) Dùng chất chống ăn mòn (chất kìm hãm) Chất chống ăn mòn làm bề mặt kim loại trở nên thụ động (trơ) đối vớimôi trường ăn mòn. Ngày nay người ta đã chế tạo được hàng trăm chất chống ăn mòn khácnhau, chúng được dùng rộng rãi trong các ngành cô ...