Какой металл в составе приведённых сплавов будет разрушаться при периодическом попадании на него морской воды?

Question

Реши задание на изображении

Расшифровка фото нейросетью:
2.3. Коррозия металлического сплава

Сталь СТ-3 — ___
[Открытый выпадающий список: Cu, Sn, Al]
Нейзильбер — ___
Бронза — ___
Дюралюминий — ___

[Рисунок: старый ржавый корабль с мачтами в морской воде]

Answer

Краткий ответ:

Сталь Ст-3 — разрушается железо $\mathrm{Fe}$;

нейзильбер — цинк $\mathrm{Zn}$;

бронза — олово $\mathrm{Sn}$;

дюралюминий — алюминий $\mathrm{Al}$.

Почему так:
Морская вода — это электролит (раствор солей, в основном $\mathrm{NaCl}$). Когда она попадает на сплав, между разными металлами сплава возникает гальваническая пара. Металл с более отрицательным электродным потенциалом становится анодом и окисляется — именно он и разрушается. Менее активный металл (катод) при этом защищён.

$$
\varphi^\circ(\mathrm{Al^{3+}/Al}) = -1{,}66\ \text{В},\quad
\varphi^\circ(\mathrm{Zn^{2+}/Zn}) = -0{,}76\ \text{В},\quad
\varphi^\circ(\mathrm{Fe^{2+}/Fe}) = -0{,}44\ \text{В},
$$
$$
\varphi^\circ(\mathrm{Sn^{2+}/Sn}) = -0{,}14\ \text{В},\quad
\varphi^\circ(\mathrm{Cu^{2+}/Cu}) = +0{,}34\ \text{В}.
$$

Чем более отрицателен потенциал, тем активнее металл.

Сталь Ст-3 — это железо с углеродом. Углерод — неметалл, он работает катодом, а железо окисляется: $\mathrm{Fe} - 2e^- \to \mathrm{Fe^{2+}}$.

Нейзильбер — сплав $\mathrm{Cu}$–$\mathrm{Ni}$–$\mathrm{Zn}$. Самый активный компонент — цинк, он и будет анодом.

Бронза — сплав $\mathrm{Cu}$–$\mathrm{Sn}$. Олово активнее меди, поэтому разрушается олово.

Дюралюминий — сплав $\mathrm{Al}$–$\mathrm{Cu}$–$\mathrm{Mg}$. Алюминий — основа сплава и активнее меди, поэтому корродирует алюминий.

Проверка:
Я проверил: в каждой паре выбранный металл действительно имеет более отрицательный потенциал, чем второй компонент. $\mathrm{Fe}$ активнее углерода, $\mathrm{Zn}$ активнее $\mathrm{Ni}$ и $\mathrm{Cu}$, $\mathrm{Sn}$ активнее $\mathrm{Cu}$, $\mathrm{Al}$ активнее $\mathrm{Cu}$. Значит, именно эти металлы будут анодами и разрушаться, а медь и углерод останутся катодами.

В задании в выпадающих списках выбирайте: для стали — $\mathrm{Fe}$, для нейзильбера — $\mathrm{Zn}$, для бронзы — $\mathrm{Sn}$, для дюралюминия — $\mathrm{Al}$. Если открытый список на фото относится к бронзе, из видимых $\mathrm{Cu}$, $\mathrm{Sn}$, $\mathrm{Al}$ выбирайте $\mathrm{Sn}$; если к дюралюминию — $\mathrm{Al}$. Если нужного металла не видно, список можно прокрутить.