phản ứng pha rắn - lỏng
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (288.56 KB, 16 trang )
Bài báo cáo môn học Hóa vô cơ
nâng cao
Nhóm thực hiện : Nhóm 2
GVHD : TS. Dương Bá Vũ
Các thành viên của nhóm 2
1. Lê Thanh Hoàng Bảo
2. Trần Thị Hồng Bình
3. Huỳnh Nguyễn Xuân Đào
4. Nguyễn Thanh Hương
5. Phan Thị Thủy Hương
6. Lê Viết Ái Lan
7. Trần Nguyên Anh Thư
NỘI DUNG TRÌNH BÀY
NỘI DUNG TRÌNH BÀY
1.Cơ chế phản ứng pha rắn – lỏng
2.Xét sự ăn mòn kim loại
Ví dụ: Hòa tan kim loại trong axit mạnh, phá mẫu bằng axit hay kiềm,
phản ứng ở trạng thái nóng chảy
1. CƠ CHẾ PHẢN ỨNG PHA RẮN - LỎNG
1. CƠ CHẾ PHẢN ỨNG PHA RẮN - LỎNG
Các yếu tố ảnh hưởng:
-
Phụ thuộc tốc độ hòa tan của chất rắn.
-
Phản ứng khơi nguồn tại vị trí khuyết
tật, sai sót bề mặt.
-
Tốc độ phản ứng phụ thuộc diện tích
tiếp xúc bề mặt.
Các giai đoạn xảy ra phản ứng của chất rắn và chất lỏng
-
Giai đoạn 1: Sự phân ly của chất lỏng (axit hoặc bazo) thành
các ion.
-
Giai đoạn 2: Sự hidrat hóa của các ion.
-
Giai đoạn 3: Khuếch tán các ion vào bề mặt tinh thể và tương
tác với các tiểu phân trên bề mặt tinh thể dẫn tới các hợp chất hấp phụ
-
Giai đoạn 4: Tách các hợp chất hấp phụ ra khỏi bề mặt, tiếp
tục xảy ra phản ứng.
1. CƠ CHẾ PHẢN ỨNG PHA RẮN - LỎNG
1. CƠ CHẾ PHẢN ỨNG PHA RẮN - LỎNG
2.1 Cơ chế sự ăn mòn ăn mòn điện hoá xảy ra khi kim loại
tiếp xúc với dd chất điện li
Là sự phá huỷ kim loại xảy ra trên mặt giới hạn hai pha: kim
loại và dung dịch chất điện li
Kim loại bị hoà tan xảy ra trên vùng anot
Kèm theo phản ứng giải phóng hiđro hoặc tiêu thụ oxi xảy
ra trên vùng catot đồng thời sinh ra dòng điện.
Quá trình ăn mòn điện hoá xảy ra tương tự sự hoạt độngcủa
một pin điện bị khép kín mạch
2. Xét sự ăn mòn kim loại
2. Xét sự ăn mòn kim loại
Vùng catot
Khử
Oxi hóa
Vùng
anot
M
+
Chuyển
sản phẩm
Ion kim loại
vào dd
Dd chất điện li
Chuyển chất oxi hóa O
2
hoặc H
+
Chuyển sản phẩm vào dd
Phần thể tích dd
chất điện li
Lớp
khuếch
tán
Lớp
điện
kép
Kim loại
Chất oxh (O
2
hoặc H
+
)
2. Xét sự ăn mòn kim loại
2. Xét sự ăn mòn kim loại
Sơ đồ ăn mòn điện hóa của kim loại đặt trong dd chất điện li
2.1 Cơ chế sự ăn mòn ăn mòn điện hoá xảy ra khi kim loại tiếp xúc
với dd chất điện li (Giải thích)
Trên bề mặt kim loại có tồn tại các vùng anot và vùng catot
Do sự chênh lệch về thế trên bề mặt giới hạn pha:
•
Do có mặt phụ gia hợp kim
•
Do sự lệch mạng các tinh thể kim loại v.v
Vùng anot xảy ra quá trình oxi hoá tức là KL bị hoà tan:
M – ne
→ M
n+
Ion KL trên bề mặt điện cực chuyển vào dd đồng thời có e dư trên KL.
Các e dư ở vùng anot được dịch chuyển đến vùng catot trên bề mặt KL
và tại đó xảy ra các phản ứng kèm theo:
2. Xét sự ăn mòn kim loại
2. Xét sự ăn mòn kim loại
2.1 Cơ chế sự ăn mòn ăn mòn điện hoá xảy ra khi kim loại
tiếp xúc với dd chất điện li (Giải thích)
– Nếu môi trường có ion H
+
thì xảy ra phản ứng giải phóng
hiđro.
2H
+
+ 2e → H
2
: sự ăn mòn KL kèm theo sự giải phóng hiđro.
– Nếu trong môi trường ăn mòn có mặt ion H
+
và oxi thì xảy
ra phản ứng tiêu thụ oxi.
4O
2
+ 4e + H
+
→ 2 H
2
O: sự ăn mòn kèm theo sự tiêu thụ oxi có
mặt trong dd.
Quá trình ăn mòn hoà tan kim loại cũng như quá trình xảy ra trên
catot bao gồm các giai đoạn sau đây:
Vùng anot
a) Giai đoạn hoà tan KL để lại e trên điện cực.
b) Giai đoạn chuyển sản phẩm của sự oxi hoá (chuyển các ion từ
bề mặt KL vào thể tích dd).
2. Xét sự ăn mòn kim loại
2. Xét sự ăn mòn kim loại
2.1 Cơ chế sự ăn mòn ăn mòn điện hoá xảy ra khi kim loại
tiếp xúc với dd chất điện li (Giải thích)
Vùng catot
Trên catot và sự giải phóng hiđro cũng bao gồm nhiều giai đoạn
sau:
a)Chuyển các phần tử tích điện H
3
+
O từ trong thể tích dd đến lớp
dd phần sát bề mặt bằng nhiều cách:
•
sự khuếch tán do chênh lệch nồng độ,
•
hoặc bằng sự điện di,
•
hoặc bằng chuyển động đối lưu.
b) Giai đoạn khử lớp vỏ sonvat hoá của phần tử tích điện Η
3
+
Ο
c) Giai đoạn phóng điện của ion H
+
:
2H
+
+ 2e → H
2
d) Giai đoạn hấp phụ của sản phẩm H
hf
trên bề mặt điện cực.
e) Chuyển sản phẩm vào dd
2. Xét sự ăn mòn kim loại
2. Xét sự ăn mòn kim loại
2.1 Cơ chế sự ăn mòn ăn mòn điện hoá xảy ra khi kim loại
tiếp xúc với dd chất điện li (Giải thích)
Trong điện hoá cũng như quá trình ăn mòn điện hoá, động học
của quá trình thường được khống chế bởi 2 giai đoạn chậm
nhất:
– Sự trao đổi e của các phần tử tích điện trên bề mặt điện
cực: động học trao đổi điện tích, động học điện hoá.
– Sự chuyển vật chất từ dd đến bề mặt điện cực xảy ra chủ
yếu do sự khuếch tán: động học khuếch tán.
2. Xét sự ăn mòn kim loại
2. Xét sự ăn mòn kim loại
2.2 Một số trường hợp ăn mòn điện hóa
2.2.1. Sự ăn mòn kim loại đồng đều trong môi trường
axit
Ví dụ: nhúng sắt sạch vào môi trường axit không chứa oxi.
Quá trình ăn mòn sắt sạch có thể xảy ra các phản ứng oxi hoá
khử sau đây:
Nếu có mặt oxi sẽ có các phản ứng:
Khi đó lượng kim loại bị ăn mòn tính theo công thức:
Trong đó: A- nguyên tử lượng của kim loại tính theo gam;
Z- hoá trị ion kim loại;
F- số Faraday (96493 C);
i
ăm
- ampe;
t- thời gian tính theo giây.
2. Xét sự ăn mòn kim loại
2. Xét sự ăn mòn kim loại
2.2 Một số trường hợp ăn mòn điện hóa
2.2.2. Ăn mòn điện hoá của kim loại bởi môi trường
chất điện li có mặt oxi
Ví dụ 1: khi nhúng kim loại Cu vào dung dịch H2SO4 loãng chứa
oxi, khi đó đồng đóng vai trò là anot, xảy ra phản ứng
(giả thiết
Cu – 2e → Cu
2+
Trên catot xảy ra phản ứng:
½ O
2
+ 2e + H
2
O → 2OH⎯
−
2. Xét sự ăn mòn kim loại
2. Xét sự ăn mòn kim loại
2.2 Một số trường hợp ăn mòn điện hóa
2. Xét sự ăn mòn kim loại
2. Xét sự ăn mòn kim loại
2.2.3 Ăn mòn điện hoá học hợp kim của hợp kim của
sắt trong không khí ẩm
C
Fe-C
Fe
Vật bằng Gang, Thép
Fe
Lớp dung dịch chất điện li
O
2
+ 2H
2
O + 4e → 4OH
-
Fe
2+
ee
Cơ chế:
Fe là cực âm: Fe Fe
2+
+ 2e (Fe bị oxi hoá)
C là cực dương: O
2
+ 2H
2
O + 4e 4OH
-
Các phản ứng: Fe
2+
+ 2OH
-
Fe(OH)
2
Trong không khí : Fe(OH)
2
+O
2
+H
2
O Fe(OH)
3
Sau thời gian : 2Fe(OH)
3
Fe
2
O
3
+ H
2
O
Phản ứng chung:
2Fe + n H
2
O + ³/
2
O
2
→Fe
2
O
3
.nH
2
O
2.2 Một số trường hợp ăn mòn điện hóa
2. Xét sự ăn mòn kim loại
2. Xét sự ăn mòn kim loại
2.2.3 Ăn mòn điện hoá học hợp kim của hợp kim của
sắt trong không khí ẩm
@Kingsoft_Office
kingsoftstore
CÁM ƠN
THẦY VÀ CÁC BẠN
