Номер 5, страница 281 - гдз по химии 9 класс учебник Шиманович, Василевская

5. Что представляет собой коррозия металлов? Какие вещества окружающей среды принимают участие в коррозии?

Что представляет собой коррозия металлов?

Коррозия металлов — это процесс их самопроизвольного разрушения в результате химического или электрохимического взаимодействия с окружающей средой. По своей сути, это окислительно-восстановительный процесс, в ходе которого металл (в виде простого вещества, обладающего высокой энергией) окисляется и переходит в более термодинамически устойчивое, ионное состояние, образуя оксиды, гидроксиды или соли. Этот процесс аналогичен процессам, происходящим в природе, когда металлы находятся в рудах. Самым известным примером коррозии является ржавление железа, при котором образуются оксиды и гидроксиды железа(III). Коррозия приводит к ухудшению или полной потере эксплуатационных свойств металлических изделий: снижается их прочность, пластичность, изменяется внешний вид.

Ответ: Коррозия металлов — это самопроизвольное разрушение металлов и сплавов в результате их химического, электрохимического или физико-химического взаимодействия с окружающей средой. В ходе коррозии металл окисляется, переходя в более устойчивое ионное состояние (оксиды, гидроксиды, соли).

Какие вещества окружающей среды принимают участие в коррозии?

В процессе коррозии металлов участвует множество веществ, содержащихся в окружающей среде. Ключевыми из них являются:

• Кислород ($O_2$). Является основным окислителем в большинстве случаев атмосферной и водной коррозии. Он участвует в катодном процессе, принимая электроны от окисляющегося металла. В нейтральной и щелочной среде реакция выглядит так: $O_2 + 2H_2O + 4e^- \rightarrow 4OH^-$.

• Вода ($H_2O$). Вода необходима для протекания электрохимической коррозии, так как она выступает в роли электролита — среды, в которой могут перемещаться ионы. Даже тонкая пленка влаги на поверхности металла может запустить коррозионный процесс. Скорость коррозии в сухом воздухе несравнимо ниже, чем во влажном.

• Агрессивные газы. Газы, содержащиеся в атмосфере, особенно в промышленных районах, значительно ускоряют коррозию.

  • Диоксид углерода ($CO_2$) растворяется в воде с образованием угольной кислоты ($H_2CO_3$), которая подкисляет среду и увеличивает скорость растворения металла.

  • Оксиды серы ($SO_2$, $SO_3$) и азота ($NO_x$) при контакте с влагой образуют сильные кислоты (серную $H_2SO_4$, азотную $HNO_3$), вызывая кислотные дожди, которые являются крайне агрессивной коррозионной средой.

  • Сероводород ($H_2S$) вызывает коррозию, особенно цветных металлов, таких как медь и серебро, с образованием сульфидов.

• Соли. Растворенные в воде соли (хлориды, сульфаты) действуют как сильные электролиты, повышая электропроводность водной среды и, как следствие, многократно ускоряя скорость электрохимической коррозии. Ионы хлора ($Cl^-$) особенно опасны, так как они способны разрушать пассивные (защитные) оксидные пленки на поверхности многих металлов, включая нержавеющую сталь и алюминий.

Ответ: Основные вещества окружающей среды, принимающие участие в коррозии:
1. Кислород ($O_2$) — главный окислитель.
2. Вода ($H_2O$) — среда для протекания электрохимических процессов (электролит).
3. Диоксид углерода ($CO_2$), оксиды серы ($SO_2$, $SO_3$), оксиды азота ($NO_x$), сероводород ($H_2S$) — газы, которые при растворении в воде образуют кислоты, ускоряющие коррозию.
4. Соли (особенно хлориды, например, $NaCl$) — повышают электропроводность водной среды и разрушают защитные пленки на металлах.