황산 수동과 알루미늄의 반응을 분석하고 있습니다. $ \ ce {Al} $ 덩어리 (예 : 알루미늄 호일). $ \ ce {Al} $의 표면에 $ \ ce {Al2O3} $ 레이어가 형성되어이를 부동 태화하고 $ \ ce {NaCl} $ (또는 $ \ ce {Cl ^-} $)는 알루미늄 덩어리의 표면에서 산화 알루미늄을 제거하지만 이유를 모르겠습니다. 누군가가 설명해 주시면 대단히 감사하겠습니다.
더욱, (제 질문 주제에 정확히 포함하지 않았습니다.) 반응이 다음과 같은 이유는 무엇입니까?
$$ \ ce {6H2O + 3CuSO4 + 5Al \ rightarrow 3H2 + Al2 (SO4 ) 3 + 3Al (OH) 2 + 3Cu} $$
(또는 그 선을 따라있는 것) :
$$ \ ce {3CuSO4 + 2Al-> Al2 (SO4) 3 + 3Cu} $$?
반응이 가스를 생성하기 때문에 이러한 선을 따라 무언가가 있어야합니다.
코멘트
- 첫 번째 방정식을 두 개로 분할해야합니다. 하나는 Al이 물을 감소시키는 것이고 다른 하나는 Al이 Cu를 감소시키는 것입니다. 두 반응은 어느 정도 독립적으로 발생합니다. 절대 stochiometric 관계 내기
- 청정한 Al이 H2O와 반응하여 CuSO4 + H2O 용액과 반응 할 때와 마찬가지로 ' 같은 온도에서 H2 가스를 형성 하는가? 또한 제안 된 수정 사항에 대해 감사합니다.
- 아니요, ' "가 의미하는 바입니다. ". 나는 첫 번째 방정식을 제거하지 않고 물 + Al에서 H2의 진화를 설명하는 세 번째 방정식을 추가합니다. 두 부분 사이에 흥미로운 상호 작용이 분명히 있습니다. Btw. Al-sulfate는 물에 용해됩니다.
Answer
알루미늄은 중성 또는 약간 중성에서 벗어난 물에서 부식에 강합니다. 금속의 매우 불용성 Al2O3 막 때문입니다. 이 필름을 부 수면 베어 메탈이 부식되어 재 형성됩니다.
그러나 Al을 긁고 음극 (활성이 덜한 금속)을 부착하면 갈바닉 셀이 생기고 H2가 진화 할 수 있습니다. Al이 용해됨에 따라이 음극에서. 이것의 가장 간단한 예는 한 방울의 수은과 접촉하여 H2O에 Al을 넣는 경우입니다. Hg를 통해 Al을 긁으십시오. Hg는 Al과 융합하여 (음극으로 부착 됨) Al이 다른 곳에서 용해됨에 따라 H2가 진화되도록합니다.
CuSO4를 사용한 실험은 유사합니다. Al을 긁으십시오. 일부 Cu는 증착되어 음극으로 작용하고 나머지 Al은 결국 H2O에 용해됩니다. Al을 긁기에는 너무 게으르다면 (나는 면밀하다!) H2O에 약간의 Cl- 이온을 추가하면 Al의 부식, Cu 증착, 갈바닉 셀 생산, 모든 물질의 용해가 시작됩니다. Al.
테스트 질문으로 제시된 전기 화학적 예가 있습니다. 구리 리벳이있는 알루미늄으로 선박을 만들거나 알루미늄 리벳이있는 구리로 선박을 만드는 것이 더 낫습니까? 알루미늄 보트? 아니! 바닷물에 부식됩니다. 구리는 더 오래 살아남습니다.하지만 아닙니다! 구리 보트에는 거대한 음극과 작은 알루미늄 양극 (리벳)이있어 빠르게 부식되고 구리판이 떨어져 나갑니다. 반면에 알루미늄 보트는 바닷물에서 영원히 지속되지는 않지만 작은 음극은 부식 전류를 제한하고 큰 알루미늄 양극은 부식이 배 전체에 분포되어 다른 방법보다 오래 지속될 것입니다. 물론 지적인 사람이라면 누구나 구리 리벳을 사용할 것입니다. 구리판과 알루미늄 리벳이 알루미늄 위에 있지만 요점을 설명하기위한 것입니다.
답변
염화물은 금속 부식에 대한 공격적인 이온으로 알려져 있습니다. 금속을 부식으로부터 보호하는 금속의 패시베이션 필름을 불안정하게하는 염화물의 능력 때문입니다. 금속 표면의 특정 지점에서 패시베이션 층이 파괴되면 수성 매질의 다른 산화제에 의해 부식이 발생하여 부식 구멍이 형성되는 곳에서 부식이 발생할 수 있습니다. 패시베이션 층의 파괴로 인해 노출 된 금속 표면은 금속 이온을 방출하며, 이는 염화물 음이온과 복합됩니다. 금속-염화물 복합체는 물과 반응하여 염산과 금속-수산화물 복합체를 형성하여 금속 표면에 가까운 매체의 pH를 낮추고 부식을 더욱 가속화합니다. (참조 : http://sassda.co.za/stainless- steel-and-corrosion /).
알루미늄은 알칼리와 반응하는 “양쪽 성”금속입니다. 물은 먼저 Al을 Al (III)로 산화시켜 물의 감소로 인해 수소 가스 (아마 여러분이 관찰하는 비등)를 생성합니다. Al (III) 이온은 수산화 이온과 착화하여 용액에서 용해성 착물을 형성합니다.사실, Cu와 Al의 합금이 NaOH에 배치되면 Al이 용해되어 구리가 촉매 응용 가능성이있는 물질 인 나노 다공성 구조에 남게됩니다.
에 관해서는 Al이 황산구리 (II) 용액만큼 물과 격렬하게 반응 할 수 있는지에 대한 귀하의 질문은 그렇다고 생각합니다. 그러나 Al이 생각만큼 “깨끗하지”않고 표면에 여전히 부동 태화 층이있는 경우, 황산염 이온은 금속의 부동 태화 층을 불안정하게하여 부식을 향상시킬 수있는 것으로 알려져 있습니다 (사실 일부 출처에서는 황산염이 염화물보다 부식성 물질이 더 좋습니다.
참고 문헌이 없어서 죄송합니다. 대부분은 꽤 오래 전에 읽은 문헌을 기반으로합니다. 또한 저는 화학 및 부식 과학의 초보 학습자이므로 제 답변을 개선하고 오류를 수정하도록 도와주세요!