Определите объем газа выделившегося при растворении 44 г сульфида железа: Определите объём (н.у.) газа, выделившегося при растворении 44 г сульфида железа(II) в избытке соляной кислоты. (Запишите число с точностью до десятых.) ______________л

Огэ. химия. 2023 задание 22.

Задание 22

1. К раствору силиката калия массой 20,53 г и массовой долей 15% прилили избыток раствора нитрата кальция. Вычислите массу образовавшегося осадка.

2. К раствору сульфата алюминия массой 68,4 г и массовой долей 8% прилили избыток раствора хлорида бария. Вычислите массу образовавшегося осадка.

3. Вычислите объём газа (н. у.), который выделится при действии избытка сульфида железа (II) на 490 г 10%-ного раствора серной кислоты.

4. Через 40 г раствора с массовой долей гидроксида натрия 8% пропустили сернистый газ. При этом образовался сульфит натрия. Вычислите объём (н. у.) вступившего в реакцию газа.

5. Раствор соляной кислоты массой 116,8 г и массовой долей 10% добавили к избытку сульфида магния. Вычислите объём (н. у.) выделившегося газа.

6.  К раствору карбоната калия массой 110,4 г и массовой долей 5% прилили избыток раствора нитрата кальция. Вычислите массу образовавшегося осадка.

7. После пропускания через раствор гидроксида калия 4,48 л сернистого газа (н. у.) получили 252,8 г раствора сульфита калия. Вычислите массовую долю соли в полученном растворе.

8. Вычислите объём углекислого газа (н. у.), который выделится при действии на избыток карбоната кальция 730 г 20%-ного раствора соляной кислоты.

9. К раствору карбоната калия массой 27,6 г и массовой долей 20% прилили избыток раствора нитрата кальция. Вычислите массу образовавшегося осадка.

10. При взаимодействии 8,0 г оксида серы (VI) с избытком раствора гидроксида калия получили 174 г раствора средней соли. Вычислите массовую долю соли в полученном растворе.

11. Вычислите объём аммиака (н. у.), необходимого для полной нейтрализации соляной кислоты массой 146 г и массовой долей HCl  10%.

12. В 73 г соляной кислоты с массовой долей HCl  5% поместили избыток цинка. Вычислите объём выделившегося газа (н. у.).

13. К 80 г раствора хлорида бария с массовой долей растворённого вещества 6,5% добавили избыток раствора серной кислоты. Вычислите массу выпавшего осадка.

14. При взаимодействии 150 г раствора нитрата свинца с небольшим избытком раствора иодида калия выпало 10,45 г осадка. Рассчитайте массовую долю нитрата свинца в исходном растворе.

15. При растворении 10 г технического цинка в избытке разбавленной соляной кислоты выделилось 3,1 л (н. у.) водорода. Определите массовую долю примесей в этом образце цинка.

16. Рассчитайте массу осадка, который выпадет при взаимодействии избытка карбоната калия с 17,4 г раствора нитрата бария с массовой долей последнего 15%.

17. При взаимодействии 30,93 г руды, содержащей карбонат железа(II), с избытком соляной кислоты выделилось 4,48 л углекислого газа. Определите массовую долю карбоната железа в руде.

18. При растворении 180 г известняка в избытке азотной кислоты выделилось 34,27 л (н. у.) углекислого газа. Определите массовую долю карбоната кальция в данном образце известняка.

19. Определите объём (н. у.) углекислого газа, выделяющегося при растворении 110 г известняка, содержащего 92% карбоната кальция, в избытке азотной кислоты.

20. В избытке соляной кислоты растворили 1,506 г руды, содержащей 77% карбоната железа (II). Определите объём углекислого газа, выделившегося при этом.

21. При растворении в избытке разбавленной серной кислоты цинка, содержащего 4,5% нерастворимых примесей, выделилось 2,24 л (н. у.) водорода. Определить массу исходного образца металла, содержащего примеси.

22. Рассчитайте массу осадка, который выпадет при сливании 500 г 2%-ного раствора иодида калия с избытком раствора нитрата свинца.

23. При взаимодействии избытка раствора карбоната калия с 10%-ным раствором нитрата бария выпало 3,94 г осадка. Определить массу взятого для опыта раствора нитрата бария.

24. Через раствор нитрата меди (II) массой 37,6 г и массовой долей 5% пропустили избыток сероводорода. Вычислите массу осадка, образовавшегося в результате реакции.

25. При обжиге 90 кг пирита (минерала, содержащего FeS₂) образовался сернистый газ объёмом 26,88 м³ (в пересчёте на н. у.). Рассчитайте массовую долю негорючих примесей в пирите.

26. При обжиге 50 кг сфалерита (минерала, содержащего ZnS) образовался сернистый газ объёмом 8,96 м³ (в пересчёте на н. у.). Рассчитайте массовую долю негорючих примесей в сфалерите.

27. К 104 г раствора с массовой долей хлорида бария 9% добавили избыток раствора фосфорной кислоты. Вычислите массу образовавшегося осадка. Ответ округлите до целых.

28. К 296 г раствора с массовой долей нитрата магния 6% добавили избыток раствора фосфорной кислоты. Вычислите массу образовавшегося осадка.

29. К 250 г раствора карбоната натрия добавляли раствор хлорида бария до прекращения выделения осадка. Масса отфильтрованного и высушенного осадка составила 39,4 г. Рассчитайте массовую долю карбоната натрия в исходном растворе.

30. К раствору сульфита натрия массой 252 г и массовой долей 5% добавили избыток раствора соляной кислоты. Вычислите объем (н. у.) выделившегося газа.

31. К 150 г раствора карбоната натрия добавили избыток разбавленной серной кислоты, и раствор нагрели до окончания выделения газа. Всего выделилось 3,36 л газа (н. у.). Рассчитайте массовую долю карбоната натрия в исходном растворе.

32. Через 5%-ный раствор сульфата меди (II) пропускали сероводород до прекращения выделения чёрного осадка. Масса осадка составила 14,4 г. Чему равна масса раствора сульфата меди (II)?

33. Через 10%-ный раствор серной кислоты пропускали аммиак до полного образования средней соли. Всего израсходовано 11,2 л (н. у.) аммиака. Определите массу исходного раствора серной кислоты.

34. 170 г раствора нитрата серебра смешали с избытком раствора хлорида натрия. Выпал осадок массой 8,61 г. Вычислите массовую долю соли в растворе нитрата серебра.

35. К 252 г раствора сульфита натрия с массовой долей соли 5,0 % добавили избыток соляной кислоты. Вычислите объём (н. у.) выделившегося газа.

36. После пропускания 11,2 л (н. у.) аммиака через 10-процентный раствор серной кислоты получили раствор средней соли. Определите массу исходного раствора серной кислоты.

37. К 360 г раствора сульфата аммония добавили избыток щёлочи, полученный раствор нагрели до прекращения выделения газа. Общий объём газа составил 13,44 л (н. у.). Определите массовую долю сульфата аммония в растворе.

38. К 125 г раствора серной кислоты добавили избыток гидрокарбоната натрия. Общий объём выделившегося газа составил 11,2 л (н. у.). Определите массовую долю серной кислоты в растворе.

39. Для полной нейтрализации серной кислоты к 250 г её раствора потребовалось добавить 280 г 10-процентного раствора гидроксида натрия. Определите массовую долю серной кислоты в исходном растворе.

40. Для полной нейтрализации гидроксида бария к 250 г его раствора потребовалось добавить 50 г 7,3-процентной соляной кислоты. Определите массовую долю гидроксида бария в исходном растворе.

41. К 200 г соляной кислоты медленно добавляли карбонат натрия до прекращения выделения газа, которого было собрано 4,48 л (н. у.). Определите массовую долю хлороводорода в растворе соляной кислоты.

42.  К 300 г баритовой воды добавили избыток раствора карбоната натрия, выпал осадок массой 11,82 г. Определите массовую долю гидроксида бария в исходном растворе.

43. Для определения концентрации серной кислоты к её раствору добавляли хлорид бария до прекращения выпадения осадка. Для взаимодействия с 20 г раствора кислоты потребовалось 52 г 10-процентного раствора хлорида бария. Определите массовую долю серной кислоты в исходном растворе.

44. Соляную кислоту добавляли к раствору нитрата серебра до окончания выпадения осадка. Для взаимодействия с 50 г раствора соли потребовалось 10 г 7,3-процентной соляной кислоты. Определите массовую долю нитрата серебра в исходном растворе.

45. 170 г раствора нитрата серебра смешали с избытком раствора хлорида натрия. Выпал осадок массой 8,61 г. Вычислите массовую долю соли в растворе нитрата серебра.

46. При сжигании сульфида железа (II) на воздухе образовалось 32 кг оксида железа (III). Какой объём воздуха (н. у.) для этого потребовался? Объёмная доля кислорода в воздухе составляет 21 %.

47. Какой объём воздуха (н. у.) потребуется для полного сжигания 48 кг дисульфида железа (II) FeS₂  до сернистого газа? Объёмная доля кислорода в воздухе составляет 21%.

48. Раствор соляной кислоты массой 116,8 г и массовой долей 10% добавили к избытку сульфида магния. Вычислите объём (н. у.) выделившегося газа.

49. Через раствор гидроксида натрия пропустили 4,48 л сернистого газа. Образовалось 126 г раствора сульфита натрия. Вычислите массовую долю соли в полученном растворе.

50. Вычислите массу осадка, который образуется при действии раствора избытка хлорида меди (II) на 80 г 10 %-ного раствора гидроксида натрия.

51. К 340 г раствора с массовой долей нитрата серебра 6 % добавили избыток раствора хлорида железа (III). Вычислите массу образовавшегося осадка.

52. После пропускания 5,6 л сернистого газа через 400 г раствора гидроксида натрия получили раствор средней соли. Вычислите массовую долю гидроксида натрия в растворе.

53. При взаимодействии 7,1 г оксида фосфора (V) с избытком раствора гидроксида натрия получили 164 г раствора средней соли. Вычислите массовую долю соли в полученном растворе.

54. К раствору с массовой долей гидроксида натрия 5% добавили избыток раствора сульфата меди (II). При этом образовался осадок массой 4,9 г. Определите массу исходного раствора щелочи.

Ответы

1	2	3	4	5		6	7	8	9	10
2,32	9,616	11,2	0,896	3,584		4	31,6	44,8	4	10
11	12	13	14	15		16	17	18	19	20
8,96	1,12	5,825	4,4	9		1,97	75	85	22,67	0,224
21	22	23	24	25		26	27	28	29	30
6. 8	13,89	27,6	0,96	20		22,4	9	10,48	8,48	2,24
31	32	33	34	35		36	37	38	39	40
10,6	480	245	6	2,24		490	11	19,6	13,72	3,42
41	42	43	44	45		46	47	48	49	50
7,3	3,42	14,9	6,8	6		53,3	117,33	3,584	22,5	9,8
51	52	53	54
17,22	5	10	8

Решение типовых расчётных задач в заданиях ЕГЭ и ОГЭ по химии 2023 года

27 сентября 2022

В закладки

Обсудить

Жалоба

TG 4ЕГЭ

Видеоуроки ЕГЭ по химии

Вебинар.

Лектор: Доронькин Владимир Николаевич, кандидат химических наук, автор пособий по химии издательства «Легион».

Презентация: ras-z.pdf

Пример 1. Сколько граммов нитрата цинка может быть получено при действии на оксид цинк раствора азотной кислоты, содержащего 12,6 г кислоты?

Пример 2. Сколько граммов нитрата цинка может быть получено при действии на оксид цинка 200 г 6,3%-ного раствора азотной кислоты?

Пример 3. Найдите массу гидроксида кальция, который может быть получен при взаимодействии с водой 254, 4 г негашёной извести (технического оксида кальция), содержащего 12% инертных примесей.

Пример 4. Рассчитайте массу железа, полученного при нагревании с угарным газом 580 г магнитного железняка, содержащего 20% примесей, если известно, что реакция протекает с 85%-ным выходом.

Пример 5. При восстановлении 24 оксида меди(II) водородом было получено 17 г меди. Определите выход продукта реакции в процентах к теоретическому.

Пример 6. Рассчитайте объём газа (н.у.), выделяющегося при добавлении 25 г карбоната кальция в 200 г 1,825%-ный раствор соляной кислоты.

Пример 7. При сгорании 15,4 г смеси цинка и магния образовалось 20,2 г смеси продуктов реакции. Определить массовые доли элементов в смеси.

Пример 8. Смесь железных и цинковых опилок массой 23,75 г растворили в 219,3 мл 19,6%-ного раствора серной кислоты (плотность 1,14 г/мл). Для нейтрализации избытка кислоты потребовалось 100 мл раствора гидрокарбоната калия с концентрацией 2,0 моль/л.

Определите массовые доли металлов в исходной смеси и объём газа (н.у.), выделившего при растворении металлов.

Пример 9. Определите массы веществ, образующихся при пропускании 0,75 моль сероводорода через раствор, содержащий 1 моль гидроксида натрия.

Пример 10. В 440 г 8%-ной серной кислоты растворили 32 г оксида серы(VI). В полученный раствор добавили 16 г гидроксида натрия. Определите количество и массу продуктов реакции за исключением воды.

Пример 11. Органическое вещество А может быть получено при взаимодействии карбоновой кислоты В с хлороводородом. При сжигании вещества А массой 4,34 г образовалось 5,28 г углекислого газа и 1,44 г воды. Если продукты сгорания такого же по массе образца вещества А пропустить через избыток раствора нитрата серебра, то выпадет 5,74 г осадка. На основании данных задачи:

1) проведите необходимые вычисления и установите молекулярную формулу неизвестного вещества А. Указывайте единицы измерения и обозначение искомых физических величин.
2) составьте возможную структурную формулу вещества А, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле.
3) напишите уравнение реакции получения вещества А из карбоновой кислоты В и хлороводорода, используя структурные формулы органических веществ.

Пример 12. Некоторое вещество было получено при окислении циклического углеводорода, не содержащего заместителей в цикле, перманганатом калия в присутствии серной кислоты.
Это вещество содержит 40,68 % углерода, 54,24 % кислорода и 5,08 % водорода по массе и обесцвечивает бромную воду.
На основании данных условия задания:
1) проведите необходимые вычисления (указывайте единицы измерения и обозначения искомых физических величин) и установите молекулярную формулу исходного органического вещества;
2) составьте структурную формулу этого вещества, которая однозначно отражает порядок связи атомов в его молекуле;

3) напишите уравнение получения этого вещества окислением соответствующего циклического углеводорода перманганатом калия в присутствии серной кислоты, используя структурные формулы органических веществ.

Сравнительное экспериментальное исследование альтернативных растворителей отложений сульфида железа в условиях нефтепромысла и оценка новых синергистов аминополикарбоновых кислот | Журнал SPE

Пропустить пункт назначения

14 апреля 2021 г.

Раджа Раманатан;

Хишам А. Наср-Эль-Дин

SPE J. 26 (02): 693–715.

Номер бумаги: SPE-205005-PA

https://doi.org/10.2118/205005-PA

История статьи

Получено:

13 сентября 2020 г.

Редакция Получено:

02 ноября 2020 г. Опубликовано в Интернете:

13 января 2021 г.

• Цитировать
  • Посмотреть эту цитату
  • Добавить в менеджер цитирования
• Делиться
  • Фейсбук
  • Твиттер
  • LinkedIn
  • Электронная почта

• Получить разрешения

• Поиск по сайту

Цитирование

Раманатан, Раджа и Хишам А. Наср-Эль-Дин. «Сравнительное экспериментальное исследование альтернативных растворителей отложений сульфида железа в условиях нефтяного месторождения и оценка новых синергистов аминополикарбоновых кислот». SPE J. 26 (2021): 693–715. doi: https://doi.org/10.2118/205005-PA

Скачать файл цитирования:

• Рис (Зотеро)
• Менеджер ссылок
• EasyBib
• Подставки для книг
• Менделей
• Бумаги
• Конечная примечание
• РефВоркс
• Бибтекс

панель инструментов поиска

Расширенный поиск

Такие проблемы, как высокая скорость коррозии, сероводород (или H ₂ S) и повторное осаждение отложений потребовали использования альтернативных растворителей, таких как смесь тетракис(гидроксиметил)фосфония сульфата (THPS) и хлорида аммония (или NH ₄ Cl) и хелатирующих агентов для растворения сульфида железа (или FeS).

) Весы. Однако есть много аспектов этих растворителей, которые требуют изучения. В этой статье представлены рекомендации по выбору наилучшего растворителя для различных условий нефтяного месторождения путем обширных лабораторных исследований. Кроме того, удаление отложений сульфида железа улучшается за счет использования новых синергистов для хелатирующих агентов.

Применение THPS и диэтилентриаминпентауксусной кислоты (DTPA) в скважинных трубах или трубопроводах требует лабораторных испытаний для определения оптимальных условий, таких как концентрация растворителя, время обработки и соотношение растворитель/накипь (D/S) (см ³ /г ) при 150°F. Эта оценка учитывает смачиваемые нефтью отложения, смешанные отложения, наличие добавок и солей во время обработки. Синергисты, такие как хлорид калия (или KCl), йодид калия (или KI), формиат калия (или HCOOK), фторид натрия (или NaF) и цитрат калия (или K-цитрат), добавляли к этилендиаминтетрауксусной кислоте (EDTA), DTPA. и гидроксиэтилэтилендиаминтриуксусной кислоты (ГЭДТА), а растворимость отложений оценивали при 150 и 300°F.

Индуктивно связанная плазма–оптический эмиссионный спектрометрический анализ надосадочной жидкости через различные промежутки времени до 48 часов выявил кинетику процесса растворения. Н ₂ S, образующийся в процессе растворения накипи, измеряли с помощью трубок Дрегера. Коррозионные испытания помогли измерить повреждение труб в результате контакта диссольвера с образцами Н-80.

Испытания на растворимость показали способность растворителя удалять накипь при различных концентрациях. В работе также учтен расход растворителя на удаление накипи. Оптимальная смесь была выбрана с учетом как растворяющей способности, так и расхода диссольвера. Для смеси THPS-хлорид аммония: 0,75 моль/л THPS (30 мас.%) и 2 моль/л NH ₄ Cl (10 мас.%) оказалась оптимальной концентрацией растворителя при 150°F. Аналогичным образом, для DTPA 0,4 моль/л K ₂ -DTPA была оценена как наиболее эффективная концентрация растворителя. Было обнаружено, что смесь THPS-хлорид аммония медленно растворяет сульфид железа по сравнению с K

2 -DTPA и 15% соляной кислотой (HCl). Присутствие сырой нефти на окалине затрудняло ее растворимость с К ₂ -ДТФА на 8%. Присутствие карбоната кальция повлияло на более высокую селективность хелатирования ионов кальция K ₂ -ДТПА. Однако на общую долю удаления накипи это не повлияло. Добавление ингибиторов коррозии (КИ) не оказало значительного влияния на растворимость отложений, а также помогло поддерживать приемлемую скорость коррозии образцов N-80 ниже 0,05 фунта/фут ² при 150°F. Реакция HCl и окалины сульфида железа привела к образованию 1800 ч/млн H ₂ S по сравнению с 0 и 10 ч/млн при использовании смеси THPS-хлорид аммония и K ₂ -DTPA соответственно. Добавление йодида калия и цитрата калия к ЭДТА помогло улучшить растворимость накипи при 150°F. Фторид натрия улучшил растворение накипи за счет ЭДТА и ДТПА при 300°F.

В этом документе рассматриваются условия растворимости отложений, подобные нефтяным месторождениям, путем оценки роли смешанных отложений, массы отложений, присутствия углеводородов в отложениях и присутствия одновалентных/двухвалентных ионов в растворе растворителя. Детальное и прямое сравнение HCl, смеси THPS-хлорида аммония и DTPA при растворении сульфида железа в различных условиях облегчает выбор растворителя для обработки в полевых условиях. В статье представлены новые синергисты для растворения отложений сульфида железа. Эта работа может помочь нефтепромысловым компаниям понять нюансы применения различных альтернативных растворителей сульфида железа.

Ключевые слова:

восстановление парафинов, ингибирование воска, восстановление асфальтенов, восстановление воска, нефтепромысловая химия, ингибирование образования накипи, устранение накипи, производственная химия, добыча нефти и газа, концентрация

Предметы:

Ингибирование и восстановление гидратов, накипи, парафина/парафина и асфальтенов, Производственная химия, металлургия и биология

Вы можете получить доступ к этой статье, если купите или потратите загрузку.

У вас еще нет аккаунта? регистр

Просмотр ваших загрузок

Механизмы роста, реакционной способности и стабильности сульфидов железа

Abstract

Кинетика электрохимических процессов в ионных материалах в основном определяется динамическими событиями на атомном уровне, включая образование и миграцию точечных дефектов, а также молекулярные взаимодействия на поверхности. Таким образом, коррозионная система, включающая пленку сульфида железа (пассивный слой), образованную на железе или стали в контакте с жидкостью, богатой сероводородом (H₂S), в принципе может быть смоделирована серией единичных стадий реакции, которые контролируют скорость разложения. при заданных термодинамических условиях. Эта всеобъемлющая цель диссертации требует согласованного экспериментального и вычислительного подхода для определения соответствующих кинетических параметров, таких как активационные барьеры Ea и константы скорости v₀ для представляющих интерес гомогенных и гетерогенных реакций. Эти фундаментальные значения могут быть получены экспериментально посредством температурно-зависимых измерений на чистых модельных образцах сульфида железа. Таким образом, эта диссертация состоит из трех тематических исследований стабильных фаз Fe-S пирротина (Fe₁-xS) и пирита (FeS₂) для определения элементарных механизмов коррозии и их кинетических параметров. Пирротин представляет интерес, поскольку нестехиометрия этой фазы приводит к относительно быстрым объемным процессам, таким как диффузия; пирит имеет сравнительно инертную массу, но эта работа показала, что он имеет химически лабильную поверхность. Первое исследование сосредоточено на двух основных, контролирующих скорость стадиях роста пирротина: диффузии катионов и обмене серы на поверхности. Во-первых, самодиффузия железа * DFe определяется в диапазоне температур 170-400 ° C посредством магнитокинетических исследований диффузионного магнитного превращения «[лямбда]», а также прямых измерений диффузии трассера в кристаллах Fe₁-xS с использованием вторичных ионов. масс-спектрометрия (ВИМС). Этот диапазон охватывает температуры самопроизвольного магнитного и структурного порядка-беспорядка TN = 315 °С в пирротине. Эффект спонтанной намагниченности ниже TN заключается в увеличении энергии миграции вакансии Fe за счет комбинированного увеличения Ea на 40% для диффузии с 0,83 эВ в парамагнитном Fe1-xS до ~ 1,20 эВ в полностью намагниченном состоянии. Таким образом, экстраполяция закона Аррениуса из парамагнитного режима приведет к завышению фактической диффузии до 10 ² раз при 150 ° C. Во-вторых, поверхностный обмен серы из H₂S в твердое состояние в Fe1-xS измеряется с использованием релаксации электропроводности, что дает Ea = 1,1 эВ для включения серы в пирротин. При их сходной термической зависимости не наблюдается явного температурного перехода от режимов, ограничивающих диффузию катионов, к режимам, ограничивающим поверхностный обмен, или наоборот. Вместо этого ожидается, что поверхностный обмен будет ограничивать рост пирротина для пленок толщиной менее ~100 мкм, за пределами которой диффузия становится механизмом ограничения скорости, не зависящим от внешних движущих факторов, таких как температура. Второе исследование исследует роль поверхностных электронных состояний на электрохимическую реакционную способность пирита. Перенос заряда между твердой поверхностью и адсорбатом, таким как H₂S, требует взаимной доступности заполненных/пустых электронных состояний на одном и том же энергетическом уровне. Предполагается, что поверхность полупроводника FeS₂(100) будет иметь собственные поверхностные состояния (SS) из-за оборванных связей Fe и S, а также внешние SS, связанные с делокализованными дефектами на поверхности, оба из которых будут влиять на характеристики переноса заряда. В этой диссертации разработана новая, широко применимая методология для количественного определения энергии и плотности этих СС, основанная на экспериментальной сканирующей туннельной микроскопии/спектроскопии (СТМ/СТС) в сочетании с первыми принципами моделирования туннельного тока. В результате уменьшилась ширина запрещенной зоны Eg на 0,4 эВ по сравнению с 0,9 эВ.5 эВ в объемном пирите. Полученные данные подчеркивают необходимость различать объемную и поверхностную электронную структуру при оценке гетерогенной реакционной способности и имеют значение для использования FeS₂ в потенциальных технологических применениях, например, в качестве фотогальванического адсорбера. Наконец, исследуется динамика образования точечных дефектов и их кластеризации на FeS₂(100) в высокотемпературных восстановительных условиях, чтобы понять стабильность поверхности в экстремальных условиях. Синхротронная рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия (XPS) используется для измерения энергии образования дельта Hf для вакансий серы в самом верхнем атомном слое от 0,1 эВ до приблизительно 240 ° C. Однако показано, что выше этой температуры точечные дефекты конденсируются в поверхностные ямки, что измеряется с помощью сканирующей туннельной микроскопии (СТМ). Комбинированные экспериментальные результаты XPS и STM воспроизводятся с высокой точностью с помощью кинетического моделирования методом Монте-Карло (kMC), разработанного Аравиндом Кришнамурти для его докторской диссертации, деградации поверхности в реалистичных масштабах длины и времени 10-¹⁰ — 10-⁷ м. и до нескольких часов соответственно. Полученные данные имеют значение для инициирования разрушения поверхности за счет точечной коррозии в ионно-пассивных пленках, а также обеспечивают более широкое понимание нестехиометрии поверхности пирита. Общей нитью является сосредоточение внимания на событиях в атомном и электронном масштабе с упором на точечные дефекты. Таким образом, полученные результаты облегчают подход «снизу вверх» к моделированию электрохимических процессов, таких как коррозия в фазах Fe-S, в котором единичные этапы преобразуются в инструменты вероятностного моделирования. Хотя три исследования, представленные здесь, включают лишь частичное изучение событий атомного масштаба, регулирующих поведение пассивных слоев Fe-S, этот подход способствует более точному прогнозированию срока службы компонентов и разработке надежных материалов для агрессивных сред. Более того, фундаментальная поверхностная и объемная физическая химия сульфидов железа, изученная в этой работе, имеет значение, помимо коррозии, для других применений этих материалов, включая потенциальные магнитные устройства (Fe₁-xS) и широко распространенные фотоэлектрические и фотоэлектрохимические адсорберы (FeS₂).

Описание

Диссертация: доктор философии, Массачусетский технологический институт, факультет материаловедения и инженерии, 2015.