חייבת עזרה דחוף בשאלה בכימיה

המתכת טיטניום חסינה לשיתוך (קורוזיה) ולכן יש לה שימושים רבים: בתעשייה האווירית, בייצור מפרקים מלאכותיים, ייצור צנרת וחלקי מכונות בתעשייה הנמצאים בסביבה המועדת לשיתוך, ועוד.

את הטיטניום יוצרים מהתרכובת רוּטִיל, TiO2, בשני שלבים. השלב הראשון נתון בניסוח הבא:

i TiO2(s) + 2Cl2(g) + 2C(s) TiCl4 (s) + 2CO(g)

א. האם תגובה i היא תגובת חמצון חיזור? אם כן, הסבירו ופרטו מי המחזר ומי המחמצן. אם לא- נמקו מדוע.

ב. בשלב השני, מתרחשת התגובה הבאה, שהיא תגובת חמצון חיזור:

ii TiCl4 (s) + 2Mg(s) Ti(s) + 2MgCl2(s)

i. כמה גר' טיטניום, Ti, יתקבלו בתגובה בה מגיבים 24 גר' של מגנזיום, Mg? פרטו את חישוביכם.
ii. כמה מולי אלקטרונים יעברו בעת התרחשות התגובה בסעיף ב i ? פרטו את חישוביכם.
iii. בתגובה זו משמש המגנזיום כמחזר. האם בתגובות אחרות יכול המגנזיום לשמש כמחמצן? נמקו.


לפניכם חלק מהשורה האלקטרוכימית:
Na > Mg > Al > Zn > Fe > Cu
ג. בשלב השני בתגובה לקבלת הטיטניום (תגובה ii ) ניתן להחליף את המגנזיום במתכות אחרות.
i. האם, לדעתכם, כדאי להחליף את המגנזיום באלומיניום, Al, או בנתרן, Na? הסבירו בעזרת השורה האלקטרוכימית.
ii. נסחו את התגובה עם המתכת שבחרתם בסעיף ג i ואזנו אותה.

ד. אחת השיטות להגנה על מתכת מפני שיתוך (קורוזיה) היא הגנה קתודית.
איזו מתכת מתאימה להגנה קתודית של חפץ העשוי מברזל, Fe(s): נחושת, Cu(s), או אבץ, Zn(s)? נמקו.