Domanda: Ci si potrebbe aspettare che il ferro si corroda in acqua di elevata purezza? Perché o perché no?

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Cecilia Colucci
5 anni fa
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1 Verifica dei Concetti 17.1 Domanda: Ci si potrebbe aspettare che il ferro si corroda in acqua di elevata purezza? Perché o perché no? Risposta: Il ferro potrebbe non corrodersi in acqua di elevata purezza poiché tutte le reazioni di riduzione, Equazioni , dipendono dalla presenza di impurezze come ioni H + o M n+ o ossigeno disciolto.

2 Verifica dei Concetti 17.2 Domanda: Modificare l Equazione per il caso in cui i metalli M 1 e M 2 siano leghe. Risposta: Per questo caso, è necessario prendere in considerazione la composizione dei metalli M 1 ed M 2. Se [M 1 ] e [M 2 ] rappresentano le concentrazioni dei metalli M 1 e M 2 nelle loro rispettive leghe, l equazione diventa V = (V 2 V 1 ) (RT/nF) ln[m 1 n+ ][M 2 ] [M 2 n+ ][M 1 ]

3 Verifica dei Concetti 17.3 Domanda: Spiegare brevemente perchè la polarizzazione di concentrazione non è normalmente fattore di controllo per la velocità delle reazioni di ossidazione. Risposta: La polarizzazione di concentrazione non è normalmente fattore di controllo della velocità delle reazioni di ossidazione perché ci sarà sempre un rifornimento illimitato di atomi di metallo all interfaccia dell elettrodo che si corrode.

4 Verifica dei Concetti 17.4 Domanda: (a) In base alla serie galvanica (Tabella 17.2), indicare tre metalli o leghe che potrebbero proteggere galvanicamente il nichel nello stato attivo. (b) Si può a volte prevenire la corrosione galvanica collegando elettricamente entrambi i metalli della coppia ad un terzo metallo che sia anodico agli altri due. In base alla serie galvanica, individuare un metallo che potrebbe proteggere la coppia galvanica rame-alluminio. Risposta: (a) La protezione galvanica del nichel nello stato attivo (che si trova prima del Ni nella serie galvanica) si può effettuare con i seguenti metalli e leghe: stagno, piombo, acciaio inossidabile 316 e 304, ghisa, ferro, acciaio, leghe di alluminio, cadmio, alluminio commercialmente puro, zinco, magnesio, e leghe di magnesio. (b) Per proteggere la coppia galvanica rame-alluminio si possono usare: zinco, magnesio, e leghe di magnesio.

5 Verifica dei Concetti 17.5 Domanda: Citare due esempi di uso vantaggioso della corrosione galvanica. Suggerimento: Un esempio viene citato più avanti in questo capitolo. Risposta: Due usi vantaggiosi della corrosione galvanica sono la prevenzione della corrosione per protezione catodica, e le batterie a secco.

6 Verifica dei Concetti 17.6 Domanda: L equazione è ugualmente valida per la corrosione uniforme e per il pitting? Perchè o perché no? Risposta: L equazione non è ugualmente valida per la corrosione uniforme e per il pitting. La ragione è che col pitting la corrosione è fortemente localizzata, ed i pit possono penetrare attraverso l intero spessore del pezzo (portando a frattura) con piccole perdite di materiale ed una bassa velocità di penetrazione della corrosione. Con la corrosione uniforme, la velocità di penetrazione di corrosione è in grado di rappresentare con precisione l entità del danneggiamento da corrosione.

7 Verifica dei Concetti 17.7 Domanda: Le lattine stagnate sono fatte di acciaio, rivestito all interno di un sottile strato di stagno. Lo stagno protegge l acciaio dalla corrosione da parte dei prodotti alimentari nello stesso modo con cui lo zinco protegge l acciaio dalla corrosione atmosferica. Spiegare brevemente come sia possibile questa protezione catodica delle lattine stagnate, dal momento che lo stagno è elettrochimicamente meno attivo dell acciaio nella serie galvanica (Tabella 17.2) Risposta: Lo stagno conferisce protezione galvanica all acciaio nelle lattine stagnate nonostante sia elettrochimicamente meno attivo dell acciaio nella serie galvanica. La ragione è che la serie galvanica rappresenta la reattività dei metalli e delle leghe in acqua di mare, mentre per i liquidi alimentari contenuti nelle lattine lo stagno risulta il metallo più attivo.

8 Verifica dei Concetti 17.8 Domanda: Dare una spiegazione molecolare sul perché un materiale polimerico migliora la resistenza al rigonfiamento ed alla dissoluzione all aumentare della reticolazione e della cristallinità,? Chi ha la maggiore influenza, la reticolazione o la cristallinità? Motivare la risposta. Suggerimento: consulta le Sezioni 14.7 e Risposta: Durante il rigonfiamento e la dissoluzione dei materiali polimerici, le molecole di soluto diffondono e occupano posizioni infilandosi tra una macromolecola e l altra, e quindi le forzano ad allontanarsi. Al crescere del grado di reticolazione e di cristallinità aumenta la resistenza del polimero a questo tipo di degrado dal momento che è migliore il legame intermolecolare tra le catene adiacenti; questo fa diminuire il numero di molecole di soluto che si può infiltrare in queste posizioni. La reticolazione sarà più efficace. Per i polimeri lineari che sono altamente cristallini, i legami intermolecolari sono di tipo secondario (Van der Waals e/o idrogeno), e relativamente deboli in confronto ai forti legami covalenti che si instaurano con la reticolazione.

9 Verifica dei Concetti 17.9 Domanda: Elencare tre differenze fra la corrosione dei metalli e (a) la corrosione dei ceramici, e (b) il degrado dei polimeri. Risposta: (a) Tre differenze fra la corrosione dei metalli e quella dei ceramici sono: 1) I materiali ceramici sono più resistenti dei metalli alla corrosione in molti ambienti. 2) La corrosione dei materiali ceramici consiste in genere in un semplice processo di dissoluzione, mentre la corrosione dei metalli è un processo elettrochimico. 3) I ceramici sono più resistenti alla corrosione ad elevata temperatura. (b) Tre differenze fra la corrosione dei metalli ed il degrado dei polimeri sono: 1) Il degrado dei polimeri è in genere di tipo chimico-fisico, mentre la corrosione dei metalli è elettrochimica. 2) I meccanismi di degrado dei polimeri sono molto più complessi dei meccanismi di corrosione dei metalli. 3) Per i polimeri sono possibili più meccanismi di degrado es. dissoluzione, rigonfiamento, e rottura di legame (a causa di radiazioni, di calore, e di reazioni chimiche)

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