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Attacco dei metalli

La reazione di attacco dei metalli è:. M M z+ + ze -. Attacco dei metalli. Qualunque ossidante con potenziale standard di riduzione maggiore del potenziale standard di riduzione del metallo è quindi capace di ossidare il metallo. M + zH + z/2H 2 +M z+.

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Attacco dei metalli

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Presentation Transcript

  1. La reazione di attacco dei metalli è: M Mz+ + ze- Attacco dei metalli Qualunque ossidante con potenziale standard di riduzione maggiore del potenziale standard di riduzione del metallo è quindi capace di ossidare il metallo M + zH+ z/2H2 +Mz+ Dato che E0H+/H2 = 0, solo i metalli con potenziale standard di riduzione minore di zero sono attaccati dallo ione idrogeno

  2. Attacco dei metalli Tutti le specie che hanno un potenziale di riduzione minore di zero vengono ossidate da ioni H+ Tutte le specie che hanno un potenziali di riduzione maggiore di zero NON vengono ossidate da H+ E = 0 – 0.059 log 10-7 = -0.41V Alla neutralità solo metalli con potenziale standard minore di -0.41 V sono attaccati dall’H+ dell’acqua.

  3. Attacco dei metalli I metalli con potenziale standard di riduzione maggiore di zero non sono attaccati dallo ione idrogeno ma solo da agenti ossidanti come acido nitrico e acido perclorico, acido solforico es: 3Cu + 2NO3- + 8H+ 3Cu2+ + 2NO + 4H2O 3Ag + 2NO3- + 4H+ 3Ag+ + NO + 2H2O Sono detti Metalli nobili = Au, Ag, Cu, Pt, Pd, Hg

  4. Attacco dei metalli Si definiscono metalli nobili quelli che hanno un potenziali di riduzione >0 Essi non sono attaccati dagli acidi a meno che non si tratti di un ACIDO OSSIDANTE Au e Pt si attaccano solo mediante una azione combinata di un ossidante e di un complessante

  5. Attacco dei metalli Pt + Br2 Pt2+ + 2Br- E0 (Br2/Br-) = 1.09 V E0 (Pt/Pt2+) = 1.12 V Keq = 9.8 x 10-2 Aggiungo il complessante Br- (1M) che reagisce con Pt2+ Pt2+ + 4Br- PtBr42- Kst = 1 x 1020

  6. Attacco dei metalli Acqua regia: HCl e HNO3 in rapporto 3:1 Au + NO3- + 4Cl- + 4H+ AuCl4- + NO + 2H2O I metalli sono ossidati anche dai cationi dei metalli che hanno un potenziale standard di riduzione maggiore, Es. pila Daniel, Cu + Ag+ Cu2+ + 2Ag

  7. Corrosione dei metalli La corrosione dei metalli avviene per ossidazione superficiale da parte di agenti atmosferici, che sono in genere l’ossigeno (E0 (O2/H2O) = 1,23 V) e lo ione H+ derivante da acidi (come la CO2) La reazione di ossidazione è termodinamicamante favorita, quindi quasi tutti i metalli all’aria si dovrebbero ossidare ma in realtà questo non avviene in genere perche’ la reazione è molto lenta. Inoltre in certi casi i metalli si ricoprono di un strato di ossido che è impermeabile ad una ulteriore ossidazione da parte dell’O2 e quindi si autoproteggono (passivazione)

  8. Corrosione e protezione dei metalli Fe + 1/2O2 + H2O Fe(OH)2 2Fe(OH)2 + 1/2O2 + H2O 2Fe(OH)3 Se nella goccia d’acqua ho CO2 si formano miscele di Fe(OH)3 e Fe(OH)CO3 (la ruggine) Lo zinco di per sé non è attaccato apprezzabilmente perche’ si ricopre di uno strato di ossido superficiale che è impermeabile e lo protegge da un ulteriore attacco dell’ossigeno (passivazione)

  9. Elettrodi standard alternativi • Elettrodo a calomelano • Elettrodo argento-argento cloruro

  10. Elettrodo a calomelano, Hg2Cl2 elettrodo a potenziale noto e costante nel tempo Hg2Cl2 Hg22+ + 2Cl- Kps = 1.3 x 10-18 [Hg22+] = Kps/[Cl-]2 satura [Cl-]2 1 E= E0 – 0.059/2 log = E0 – 0.059/2 log [Hg22+] Kps 1 E= 0.80 – 0.059/2 log = 0.27 V 1.3 x 10-18

  11. Elettrodo a calomelano, Hg2Cl2 Questo elettrodo è usato al posto di quello a idrogeno per misure di potenziale. I potenziali di riduzione misurati con l’elettrodo standard a calomelano possono essere riportati a quelli relativi all’elettrodo standard a idrogeno aggiungendo il potenziale dell’elettrodo a calomelano, cioè 0.27 V, al valore di potenziale misurato.

  12. Elettrodo a argento-argento cloruroelettrodo a potenziale noto e costante nel tempo AgCl Ag+ + Cl- Kps = 1.77 x 10-10 [Ag+] = Kps/[Cl-] [KCl] = 1M [Ag+] = 1.77 x 10-10/ 1 M 1 E = E0 – 0.059 log [Ag+] 1 1 E = E0 – 0.059 log = 0.80 – 0.059 log = 0.224 V Kps 1.77 x 10-10

  13. Esempi I2 + 2e- 2I- E0 = 0.54 V H3AsO4 + 2H+ + 2e- H3AsO3 + H2O E0 = 0.56 V In ambiente molto acido [H+] > 1M l’arsenico (V) ossida lo ioduro completamente mentre in ambiente neutro è lo iodio che ossida completamente l’arsenico(III) H3AsO4 + 2I- + 2H+ H3AsO3 + I2 + H2O

  14. Esempi: allontanamento di un prodotto dall’ambiente di reazione MnO2 + 2Cl- + 4H+ Cl2 + Mn2+ + 2H2O E0 (Cl2/Cl-) = 1.36 V E0 (MnO2/Mn2+) = 1.22 V Potenziali vicini ma sfavorevoli rispetto alla reazione scritta ma riscaldando… Cr2O72- + 6Cl- + 14H+ 2Cr3++ 3Cl2 + 7H2O

  15. Misure di potenziale permettono di ottenere i valori di Kps e Kinst Esempi…

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