Korrosion och korrosionsskydd

Vilken metod innebär att man täcker järn med ett tunt lager zink?

Svar: B: Galvanisering

Vilken av följande metaller används vanligen som offeranod för att skydda stålrör i marken?

Svar: C: Zink

En cykel har borjat rosta. Vilket påstående beskriver BAST reaktionen när rost bildas?

Svar: B: Jarnatomerna reagerar med syremolekyler OCH vattenmolekyler

Tankegång: Rost kraver BADE O2 och H2O. I torr luft bildas inget rost.

En stålbåt har zinkblock fastskruvade under vattenlinjen. Förklara hur zinkblocken skyddar stålet från korrosion.

Svar: Zinken fungerar som offeranod — den är oädlare och oxideras istället för stålet. Elektronerna som frigörs skyddar stålet. Zinken förbrukas och måste bytas regelbundet.

Förklara skillnaden mellan galvanisering och passivering som korrosionsskydd.

Svar: Galvanisering: zinklager som barriär + offeranod. Passivering: naturligt oxidskikt som hindrar vidare korrosion (t.ex. aluminium). Galvanisering kräver aktiv behandling, passivering sker spontant.

En elev undersöker hur olika lösningar påverkar rostbildning på järnspikar under en vecka. Vilket alternativ är den oberoende variabeln (det eleven manipulerar)?

Svar: C: De olika lösningarna som järnspikarna läggs i

Tankegång: Den oberoende variabeln är det forskaren ändrar (manipulerar) för att se vad som händer. Här är det vilken lösning spikarna ligger i. Mängden rost är beroende variabel (resultatet). Vikt och tid är kontrollvariabler som hålls konstanta.

En galvaniserad spik (zinkklädd) och en förkromad spik (kromklädd) repas båda så att järnet exponeras. Spikarna placeras i saltvatten. Vilken förutsägelse är korrekt?

Svar: A: Den galvaniserade spiken rostar inte vid repan eftersom zink är oädlare än järn och fungerar som offeranod — zinken oxideras istället för järnet även vid det exponerade området

Ett vattenrör av stål grävs ner i fuktig jord. Ingenjören ska välja korrosionsskydd. Vilken lösning är mest effektiv för långvarigt skydd?

Svar: A: Fäst magnesiumblock med ledning till röret — magnesium är oädlare än järn och oxideras istället, men blocken måste inspekteras och bytas regelbundet när de förbrukats

Liam bygger ett enkelt galvaniskt element med zink och koppar under ett kemimoment. Hans lärare påpekar att förutom de två metallerna krävs en tredje komponent för att elektrisk ström ska kunna bildas. Vilket påstående beskriver denna komponent och dess roll korrekt?

Svar: En elektrolyt — en jonlösning som leder ström mellan polerna.

Tankegång: Elektrolyten är en jonlösning vars rörliga joner utjämnar laddningsskillnader och möjliggör strömflöde mellan polerna.

Aisha läser om olika batterityper och ser att det oädla ämnet bildar minuspolen och det ädlare ämnet bildar pluspolen. Hon undrar vilken kemisk process som sker vid minuspolen när batteriet används. Vilket påstående är korrekt?

Svar: Oxidation — det oädla ämnet avger elektroner och bildar joner.

Tankegång: Vid minuspolen i ett galvaniskt element sker oxidation. Det oädla ämnet avger elektroner, och elektronerna kan sedan gå genom den yttre kretsen.

Noor ser ett alkaliskt batteri i sin ficklampslåda och undrar vilket ämne som är elektrolyt i det batteriet. Hon söker i sin kemibok och hittar en tabell över vanliga batterier. Vilket ämne är elektrolyt i ett alkaliskt batteri?

Svar: Kaliumhydroxid

Tankegång: I ett alkaliskt batteri är elektrolyten basisk kaliumhydroxid. Ammoniumklorid hör till äldre brunstensbatterier och svavelsyra till blyackumulatorer.

Adam läser om litiumjonbatterier och ser att minuspolen kan bestå av litiumkol, LiC₆. Hans kemilärare frågar vad som händer vid minuspolen när batteriet laddas ur. Vilket påstående är korrekt?

Svar: Litiumatomer i LiC₆ oxideras till litiumjoner och elektroner frigörs.

Tankegång: När batteriet laddas ur sker oxidation vid minuspolen. Litium i LiC₆ avger elektroner och bildar litiumjoner som kan röra sig mot pluspolen.

Yusuf läser om elektrolys av vatten och ser att man kan framställa vätgas. Hans lärare frågar varför elektrolys av vatten med förnybar el kan vara klimatneutralt. Vilket påstående är korrekt?

Svar: Vätgasen bildas utan koldioxidutsläpp och förbränns till bara vattenånga.

Tankegång: Om elen kommer från förnybara källor kan vattnet delas utan fossila koldioxidutsläpp. När vätgas sedan reagerar med syre bildas vatten, inte koldioxid.

Samira bygger ett galvaniskt element med saltvatten på filterpapper. Vilket metallpar ska hon välja för störst skillnad i ädelhet?

Svar: Par A

Tankegång: Ett galvaniskt element bygger på två olika ädla metaller och en elektrolyt. Ju större skillnad i ädelhet mellan metallerna, desto bättre passar metallparet som poler. Magnesium och koppar ligger längst ifrån varandra i den givna ordningen.

Vilket påstående om legeringar och zink/koppar stämmer med Stella?

Svar: En legering är en blandning av metaller, och zink är oädlare än koppar.

Tankegång: Stella beskriver brons som en legering, alltså en blandning av metaller. I den elektrokemiska spänningsserien är koppar mer ädel än zink, vilket betyder att zink är oädlare och lättare avger elektroner.

Adam läser om litiumjonbatterier. Vilket material kan batteriets pluspol bestå av?

Svar: Litiumkoboltoxid (LiCoO₂)

Tankegång: Pluspolen i ett litiumjonbatteri kan bestå av olika material, till exempel litiumkoboltoxid, LiCoO₂.

Mira läser i en batteritabell om brunstensbatterier. Vilken förening fungerar som elektrolyt i ett brunstensbatteri?

Svar: Ammoniumklorid (NH₄Cl)

Tankegång: I batteritabellen står ammoniumklorid som elektrolyt för brunstensbatteri.

Vad visar den elektrokemiska spänningsserien enligt Stella?

Svar: hur ädla eller oädla metaller är och hur lätt de avger elektroner

Tankegång: Stella beskriver att metaller ordnas efter hur ädla de är. Oädla metaller reagerar lättare och avger elektroner lättare än ädlare metaller. Det är detta den elektrokemiska spänningsserien visar.