شرکت در آزمون آنلاین شیمی 3 - خوردگی

با توجه به شکل روبه‌رو که فرایند خوردگی آهن را نشان می‌دهد، کدام نیم‌واکنش در این فرایند وجود ندارد؟

نیم‌واکنش اکسایش یون آهن (II) به یون آهن (III)

\[{O_۲}\,(g) + ۲{H_۲}O\,(l) + ۴{e^ - }\, \to \,۴O{H^ - }\,(aq)\]

\[Fe\,(s)\, \to \,F{e^{۲ + }}\,(aq) + ۲{e^ - }\]

\[۲{H_۲}O\,(l)\, \to \,{O_۲}\,(g) + ۴\,{H^ + }\,(aq) + ۴{e^ - }\]

کدام‌یک از گزینه‌های زیر نادرست است؟

در سلول گالوانی همانند سلول الکترولیتی جهت حرکت الکترون‌ها از آند به کاتد است.

در فرایند زنگ زدن آهن، بخشی از آهن که زیر قطره آب قرار دارد، بخش آندی و بخشی از آهن که در اطراف قطره آب قرار دارد، بخش کاتدی می‌باشد.

در فرایند آبکاری، نیم‌واکنش‌های آندی و کاتدی هر دو مربوط به فلز پوشاننده هستند.

در فرایند هال، کاتد از جنس فلز Al و آند از جنس گرافیت می‌باشد.

چند مورد از عبارت های زیر در بررسی فرایند زنگ زدن آهن نادرست است؟

الف) در نیم واکنش کاهش گاز اکسیژن در محیط آبی، به ازای کاهش هر مول اکسیژن ۴ مول یون هیدروکسید حاصل می‌شود.

ب) قطره آب یک الکترولیت است که از طریق آن امکان جابه‌جایی یون‌های $F{{e}^{۲+}}$ پدید می‌آید.

پ) نسبت مجموع ضرایب واکنش دهنده‌ها به فراورده در واکنش کلی زنگ زدن برابر $۳/۲۵$ است.

ت) زنگ زدن آهن یک واکنش اکسایش و کاهش ناخواسته، غیرخودبه‌خودی و گرماگیر است.

یک قطعه‌ی آهن که $۶m^۲$ از سطح آن در معرض اکسیژن هوا قرار دارد به علت خوردگی در یک سال $۲۰۱/۶$ گرم از وزن خود را از دست داده است. با فرض آن که کاهش وزن یاد شده از تبدیل $Fe$ به ${Fe}^{۲+}$ به علت واکنش عامل خورنده (اکسیژن هوا) با سطح فلز ناشی می‌شود و مابقی واکنش‌ها مانند تبدیل ${Fe}^{۲+}$ به ${Fe}^{۳+}$ به عامل خورنده بستگی ندارد، چند میلی آمپر جریان باید به سطح فلز به منظور حفاظت کاتدی اعمال شود تا در اثر واکنش عامل خورنده با سطح فلز، وزن فلز کاهش نیابد؟ $\left(Fe=۵۶:g.{mol}^{-۱}\right)$ (به ازای هر$۱$ مول الکترون $۹۶۳۶۰$ کولن بار جابه جا می‌شود.) (راهنمایی: $\text{جریان}\, I\left ( A\text{آمپر} \right )=\frac{q\, \text{بار}\left ( c \right )}{t\, \text{زمان}\left ( s \right )}$)

۱۱

۲۲

۲۴

۴۸

طی فرآیند زنگ زدن قطعه‌ای آهن، ۸‏۶‏ گرم بر جرم آن افزوده شده است. (به ترتیب از راست به چپ) چند مول الکترون در این فرآیند مبادله شده و چند اتم اکسیژن مصرف شده است؟ (معادله موازنه شود.)