Уравнение реакции никеля с хлоридом алюминия (3 видео)

Составление электродных схем гальванических элементов

Содержание

Электродные процессы при корозии никель-алюминиевого сплава
1. Определим какой металл будет корродировать в никель-алюминиевом сплаве
2. Определим количество электричества прошедшего через внешнюю цепь возникающего коррозионного элемента
3. Рассчитаем на сколько уменьшилась масса сплава
Схема гальванического элемента, состоящего из алюминия и кобальта
Acetyl
Алюминий. Химия алюминия и его соединений
Алюминий
Положение в периодической системе химических элементов
Электронное строение алюминия и свойства
Физические свойства
Нахождение в природе
Способы получения
Качественные реакции
Химические свойства
💥 Видео

Видео:Никель - Ni. Реакция Сульфата Никеля и Цинка. Реакция NiSO4 и Zn. Получение Никеля.Скачать

Электродные процессы при корозии никель-алюминиевого сплава

Задача 139.
Никель-алюминиевый сплав помещен в 2%-ный раствор соляной кислоты объемом 100 мл. Через 30 мин объем выделившегося газа составил 0,448 л. Какое количество электричества прошло через внешнюю цепь возникающего коррозионного элемента? Насколько уменьшилась масса образца сплава? Запишите схему электродных процессов и условную схему коррозионного элемента.
Решение:

1. Определим какой металл будет корродировать в никель-алюминиевом сплаве

Стандартные электродные потенциалы никеля и алюминия равны соответственно -0,24 В и -1,66 В. Окисляться, т.е. подвергаться коррозии, будет алюминий. Алюминий имеет более электроотрицательный стандартный электродный потенциал (-1,66 В), чем никель (-0,24 В), поэтому он является анодом, никель – катодом.
Электродные процессы:
Анод 2|Al 0 – 3электрона = Al 3+
Катод 3|2Н + + 2электрона = Н₂ 0

ионно-молекулярная формы процесса:

3Al + 6H+ = 2Al 3+ + 3H₂↑

Так как ионы Al 3+ с ионами Cl – образуют растворимую соль AlCl₃, которая и будет продуктом коррозии:

Al 3+ + 3Cl – = AlCl₃

Образуется хлорид алюминия и при этом выделяется газообразный водород. Происходит интенсивное разрушение алюминия.
Таким образом, при помещении никель-алюминиевого сплава будет корродировать алюминий.

2. Определим количество электричества прошедшего через внешнюю цепь возникающего коррозионного элемента

Для рассчета силы тока используем формулу:

I = (V . F)/(V_Э . t) = (0,448 . 96500)/(11,2 . 1800) = 2,14 A, где

V – объём выделившегося газа (0,448 л), л; V_Э – эквивалентный объём газа, л/моль; I – сила тока, А; t – время (30 60 = 1800), с; F – число Фарадея, 96500 Кл/моль.

Q = I . t = (2,14 . 1800) = 3852 Кл, где

Q — количество электричества, I – сила тока, t – время электродиза.

3. Рассчитаем на сколько уменьшилась масса сплава

Рассчитаем массу корродировавшегося алюминия, используя ионно-молекулярную форму процесса коррозии:

3Al + 6H + = 2Al 3+ + 3H₂↑.

Из ионно-молекулярнй формы процесса коррозии следует, что 3 моль алюминия выделяют 3 моль водорода, то n(H₂) = n(Al).

m(Al) = n(Al) . Ar(Al) = 0,02 . 27 = 0,54 г.

Таким образом, масса образца сплава уменьшилась на 0,54 г.

Схема гальванического элемента, состоящего из алюминия и кобальта

Задачав 140.
Составить схему гальванического элемента, состоящего из двух металлических пластин опущенных в растворы солей. Металлы: Al и Со. Концентрации растворов солей: 0,4 (Аl) и 0,6 (Co). Напишите ионные уравнения реакций и уравнения электронных процессов. Вычислить э.д.с гальванического элемента.
Решение:
Электродные потенциалы металлов:

E(Al 3+ /Al) = -1,66 B; E(Co 2+ /Co) = -0,28 B

Следовательно, в гальваническом элементе, в котором электродами являются два металла Co и Al, опущенные в растворы их солей, электроны будут перемещаться от электрода с более положительным значением стандартного потенциала к электроду с более отрицательным значением стандартного потенциала. Так как электродный потенциал собальта (-0,28 B) более электроположителен чем у алюминия (-1,66 B), то электроны будут перемещаться от кобальтового электрода к алюминиевому, т.е. кобальтовая пластина будет катодом, алюминиевая — анодом.
Тогда схема данного гальванического элемента будет иметь вид:

(-)Со|Co 2+ (0,6M)||Al 3+ (0,4M)|Al(+)

Электродный потенциал металла (Е) зависит от концентрации его ионов в растворе. Эта зависимость выражается уравнением Нернста:

Е = Е₀ + (0,059/n)lgC, где

Е0 – стандартный электродный потенциал металла; n – число электронов, принимающих участие в процессе; с – концентрация (при точных измерениях активность) гидратированных ионов металла в растворе. Е 0 для магния равен -2,34В.
Определим электродные потенциалы металлов в растворах при значениях концентраций их ионов:

Е(Al) = -1,66 + (0,059/3)lg0,4 = -1,668 B;
Е(Со) = -0,28 + (0,059/2)lg0,6 = -0,2865 B.

Для определения ЭДС гальванического элемента из потенциала катода следует вычесть потенциал анода, получим:

ЭДС = -0,2865 — (-1,668) = +1,38 B.

Ответ: ЭДС = +1,38 B.

Видео:Синтез безводного ХЛОРИДА АЛЮМИНИЯ. Опыты по химии. Растворение АЛЮМИНИЯ в СОЛЯНОЙ КИСЛОТЕСкачать

Acetyl

Наведите курсор на ячейку элемента, чтобы получить его краткое описание.

Чтобы получить подробное описание элемента, кликните по его названию.

H +

Li +

K +

Na +

NH₄ +

Ba 2+

Ca 2+

Mg 2+

Sr 2+

Al 3+

Cr 3+

Fe 2+

Fe 3+

Ni 2+

Co 2+

Mn 2+

Zn 2+

Ag +

Hg 2+

Pb 2+

Sn 2+

Cu 2+

OH —

—

F —

—

Cl —

Br —

I —

S 2-

—

HS —

SO₃ 2-

—

HSO₃ —

SO₄ 2-

—

HSO₄ —

—

NO₃ —

—

NO₂ —

PO₄ 3-

—

CO₃ 2-

CH₃COO —

—

SiO₃ 2-

Растворимые (>1%)

Нерастворимые (

Спасибо! Ваша заявка отправлена, преподаватель свяжется с вами в ближайшее время.

Вы можете также связаться с преподавателем напрямую:

8(906)72 3-11-5 2

Скопируйте эту ссылку, чтобы разместить результат запроса » » на другом сайте.

Изображение вещества/реакции можно сохранить или скопировать, кликнув по нему правой кнопкой мыши.

Если вы считаете, что результат запроса » » содержит ошибку, нажмите на кнопку «Отправить».

Этим вы поможете сделать сайт лучше.

К сожалению, регистрация на сайте пока недоступна.

На сайте есть сноски двух типов:

Подсказки — помогают вспомнить определения терминов или поясняют информацию, которая может быть сложна для начинающего.

Дополнительная информация — такие сноски содержат примечания или уточнения, выходящие за рамки базовой школьной химии, нужны для углубленного изучения.

Здесь вы можете выбрать параметры отображения органических соединений.

Видео:ДЬЯВОЛЬСКИЙ МЕТАЛЛ / НИКЕЛЬСкачать

Алюминий. Химия алюминия и его соединений

Бинарные соединения алюминия

Алюминий

Положение в периодической системе химических элементов

Алюминий расположен в главной подгруппе III группы (или в 13 группе в современной форме ПСХЭ) и в третьем периоде периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева.

Электронное строение алюминия и свойства

Электронная конфигурация алюминия в основном состоянии :

+13Al 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 1 1s 2s 2p 3s 3p

Электронная конфигурация алюминия в возбужденном состоянии :

+13Al * 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 3p 2 1s 2s 2p 3s 3p

Алюминий проявляет парамагнитные свойства. Алюминий на воздухе быстро образует прочные оксидные плёнки, защищающие поверхность от дальнейшего взаимодействия, поэтому устойчив к коррозии.

Физические свойства

Алюминий – лёгкий металл серебристо-белого цвета, легко поддающийся формовке, литью, механической обработке. Обладает высокой тепло- и электропроводностью.

Температура плавления 660 о С, температура кипения 1450 о С, плотность алюминия 2,7 г/см 3 .

Алюминий — один из наиболее ценных цветных металлов для вторичной переработки. На протяжении последних лет, цена на лом алюминия в пунктах приема непреклонно растет. По ссылке можно узнать о том, как сдать лом алюминия.

Нахождение в природе

Алюминий — самый распространенный металл в природе, и 3-й по распространенности среди всех элементов (после кислорода и кремния). Содержание в земной коре — около 8%.

В природе алюминий встречается в виде соединений:

Корунд Al₂O₃. Красный корунд называют рубином, синий корунд называют сапфиром.

Способы получения

Алюминий образует прочную химическую связь с кислородом. Поэтому традиционные способы получения алюминия восстановлением из оксида протекают требуют больших затрат энергии. Для промышленного получения алюминия используют процесс Холла-Эру. Для понижения температуры плавления оксид алюминия растворяют в расплавленном криолите (при температуре 960-970 о С) Na₃AlF₆, а затем подвергают электролизу с углеродными электродами. При растворении в расплаве криолита оксид алюминия распадается на ионы:

На катоде происходит восстановление ионов алюминия:

Катод: Al 3+ +3e → Al 0

На аноде происходит окисление алюминат-ионов:

Суммарное уравнение электролиза расплава оксида алюминия:

Лабораторный способ получения алюминия заключается в восстановлении алюминия из безводного хлорида алюминия металлическим калием:

AlCl₃ + 3K → Al + 3KCl

Качественные реакции

Качественная реакция на ионы алюминия — взаимодействие избытка солей алюминия с щелочами . При этом образуется белый аморфный осадок гидроксида алюминия.

Например , хлорид алюминия взаимодействует с гидроксидом натрия:

AlCl₃ + 3NaOH → Al(OH)₃ + 3NaCl

При дальнейшем добавлении щелочи амфотерный гидроксид алюминия растворяется с образованием тетрагидроксоалюмината:

Обратите внимание , если мы поместим соль алюминия в избыток раствора щелочи, то белый осадок гидроксида алюминия не образуется, т.к. в избытке щелочи соединения алюминия сразу переходят в комплекс:

AlCl₃ + 4NaOH = Na[Al(OH)₄] + 3NaCl

Соли алюминия можно обнаружить с помощью водного раствора аммиака. При взаимодействии растворимых солей алюминия с водным раствором аммиака также в ыпадает полупрозрачный студенистый осадок гидроксида алюминия.

AlCl₃ + 3NH₃·H₂O = Al(OH)₃ ↓ + 3NH₄Cl

Al 3+ + 3NH₃·H₂O = Al(OH)₃ ↓ + 3NH₄ +

Видеоопыт взаимодействия раствора хлорида алюминия с раствором аммиака можно посмотреть здесь.

Химические свойства

1. Алюминий – сильный восстановитель . Поэтому он реагирует со многими неметаллами .

1.1. Алюминий реагируют с галогенами с образованием галогенидов:

1.2. Алюминий реагирует с серой с образованием сульфидов:

1.3. Алюминий реагируют с фосфором . При этом образуются бинарные соединения — фосфиды:

Al + P → AlP

1.4. С азотом алюминий реагирует при нагревании до 1000 о С с образованием нитрида:

2Al + N₂ → 2AlN

1.5. Алюминий реагирует с углеродом с образованием карбида алюминия:

1.6. Алюминий взаимодействует с кислородом с образованием оксида:

Видеоопыт взаимодействия алюминия с кислородом воздуха (горение алюминия на воздухе) можно посмотреть здесь.

2. Алюминий взаимодействует со сложными веществами:

2.1. Реагирует ли алюминий с водой? Ответ на этот вопрос вы без труда найдете, если покопаетесь немного в своей памяти. Наверняка хотя бы раз в жизни вы встречались с алюминиевыми кастрюлями или алюминиевыми столовыми приборами. Такой вопрос я любил задавать студентам на экзаменах. Что самое удивительное, ответы я получал разные — у кого-то алюминий таки реагировал с водой. И очень, очень многие сдавались после вопроса: «Может быть, алюминий реагирует с водой при нагревании?» При нагревании алюминий реагировал с водой уже у половины респондентов))

Тем не менее, несложно понять, что алюминий все-таки с водой в обычных условиях (да и при нагревании) не взаимодействует. И мы уже упоминали, почему: из-за образования оксидной пленки . А вот если алюминий очистить от оксидной пленки (например, амальгамировать), то он будет взаимодействовать с водой очень активно с образованием гидроксида алюминия и водорода:

2Al 0 + 6 H₂ + O → 2 Al +3 ( OH)₃ + 3 H₂ 0

Амальгаму алюминия можно получить, выдержав кусочки алюминия в растворе хлорида ртути ( II ):

3HgCl₂ + 2Al → 2AlCl₃ + 3Hg

Видеоопыт взаимодействия амальгамы алюминия с водой можно посмотреть здесь.

2.2. Алюминий взаимодействуют с минеральными кислотами (с соляной, фосфорной и разбавленной серной кислотой). При этом образуются соль и водород.

Например , алюминий бурно реагирует с соляной кислотой :

2Al + 6HCl = 2AlCl₃ + 3H₂↑

2.3. При обычных условиях алюминий не реагирует с концентрированной серной кислотой из-за пассивации – образования плотной оксидной пленки. При нагревании реакция идет, образуются оксид серы (IV), сульфат алюминия и вода:

2.4. Алюминий не реагирует с концентрированной азотной кислотой также из-за пассивации.

С разбавленной азотной кислотой алюминий реагирует с образованием молекулярного азота:

При взаимодействии алюминия в виде порошка с очень разбавленной азотной кислотой может образоваться нитрат аммония:

2.5. Алюминий – амфотерный металл, поэтому он взаимодействует с щелочами . При взаимодействии алюминия с раствором щелочи образуется тетрагидроксоалюминат и водород:

2Al + 2NaOH + 6H₂O → 2Na[Al(OH)₄] + 3H₂ ↑

Видеоопыт взаимодействия алюминия со щелочью и водой можно посмотреть здесь.

Алюминий реагирует с расплавом щелочи с образованием алюмината и водорода:

2Al + 6NaOH → 2Na₃AlO₃ + 3H₂ ↑

Эту же реакцию можно записать в другом виде (в ЕГЭ рекомендую записывать реакцию именно в таком виде):

2Al + 6NaOH → 2NaAlO₂ + 3H₂↑ + 2Na₂O

2.6. Алюминий восстанавливает менее активные металлы из оксидов . Процесс восстановления металлов из оксидов называется алюмотермия .

Например , алюминий вытесняет медь из оксида меди (II). Реакция очень экзотермическая:

2Al + 3CuO → 3Cu + Al₂O₃

Еще пример : алюминий восстанавливает железо из железной окалины, оксида железа (II, III):

Восстановительные свойства алюминия также проявляются при взаимодействии его с сильными окислителями: пероксидом натрия, нитратами и нитритами в щелочной среде, перманганатами, соединениями хрома (VI):