Задача 1
Условие (кратко)
Покажите химическую коррозию на примере процессов, которые идут с литием на воздухе; запишите уравнения реакций.
Решение
Литий — очень активный металл, на воздухе он быстро тускнеет: реагирует с газами воздуха без участия раствора электролита, то есть подвергается химической коррозии.
С кислородом образуется оксид лития:
\[\mathrm{4Li + O_2 \rightarrow 2Li_2O}\]
Литий — единственный щелочной металл, который при обычной температуре реагирует и с азотом, образуя нитрид:
\[\mathrm{6Li + N_2 \rightarrow 2Li_3N}\]
Поэтому налёт на литии тёмный — в нём есть нитрид лития.
Дальше продукты взаимодействуют с парами воды и углекислым газом воздуха:
\[\mathrm{Li_2O + H_2O \rightarrow 2LiOH}\]
\[\mathrm{2LiOH + CO_2 \rightarrow Li_2CO_3 + H_2O}\]
В первых двух реакциях литий — восстановитель: \(\mathrm{\overset{0}{Li} - e^- \rightarrow Li^+}\). Чтобы защитить литий, его хранят под слоем вазелина или в запаянных ампулах с аргоном.
Ответ
4Li + O₂ → 2Li₂O; 6Li + N₂ → 2Li₃N; далее Li₂O + H₂O → 2LiOH, 2LiOH + CO₂ → Li₂CO₃ + H₂O
Почему так
При химической коррозии металл окисляется газами окружающей среды напрямую, без электролита.
Подробнее — в теме «Коррозия металлов и способы защиты от неё».