A corrosão de zinco em meio de solução
de
ocorre com uma velocidade dada pela densidade de corrente de corrosão de
. Expresse essa velocidade em mg/cm²
e em mpy. Dados :
;
; Lei de Faraday:
.
Passo 1
Beleza, vamos resumir o que a questão está pedindo e identificar o que vamos precisar para resolver.
Enunciado resumido: Queremos converter a densidade de corrente de corrosão do zinco, que é dada em
, para as unidades de mg/cm² por hora e mil unidades por ano (mpy).
Conteúdo da matéria: Estamos lidando com eletroquímica, especificamente com a Lei de Faraday, que relaciona quantidade de carga elétrica com a quantidade de substância reagida.
O que precisamos:
- Aplicar a Lei de Faraday para relacionar a corrente elétrica com a massa corroída.
- Utilizar os dados fornecidos: massa atômica do zinco (
), densidade do zinco ( ), e a reação de corrosão ( ).
Passo 2
Primeiro, vamos entender a Lei de Faraday. Ela nos diz que a massa (
) de uma substância depositada ou corroída em um processo eletroquímico está relacionada com a corrente elétrica (
), o tempo (
), a massa molar (
), e o número de elétrons transferidos na reação (
).
A fórmula é:
onde
é a constante de Faraday (
).
No nosso caso, queremos encontrar a massa por área e por tempo (mg/cm²·h), então vamos reorganizar a fórmula para calcular a massa por unidade de área e por hora.
Passo 3
Primeiro, vamos converter a densidade de corrente de
para
:
Densidade de corrente dada:
.
Agora, vamos usar a fórmula da Lei de Faraday reorganizada para calcular a massa por hora:
Onde:
-
-
-
(da reação ) -
Vamos calcular:
Passo 4
Agora, vamos simplificar os cálculos:
Para converter de g para mg e de segundos para horas:
Então:
Passo 5
Agora, para converter para mil unidades por ano (mpy), sabemos que:
No entanto, para simplificar, usamos a relação comum de conversão de mg/cm²·h para mpy, que geralmente envolve uma constante de conversão de aproximadamente 1 mpy ≈ 0,13 mg/cm²·h.
Assim:
Resposta
A velocidade de corrosão do zinco é de aproximadamente
e
.