A corrosão de zinco em meio de solução 3,5 % de NaCl ocorre com uma velocidade dada pela densidade de corrente de corrosão de 510^-5 A / cm^2. Expresse essa velocidade em mg/cm² h e em mpy. Dados : MAZn=65,37 g / mol ; rhoZn=7,14 g / cm^3;
Zn^+2+2 e Zn; Lei de Faraday: mF=qE q.

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 mu A/cm^2, 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 ( MAZn = 65,37 g/mol), densidade do zinco ( rhoZn = 7,14 g/cm^3), e a reação de corrosão ( Zn^2+ + 2e^- Zn).

Passo 2

Primeiro, vamos entender a Lei de Faraday. Ela nos diz que a massa ( m) de uma substância depositada ou corroída em um processo eletroquímico está relacionada com a corrente elétrica ( I), o tempo ( t), a massa molar ( MA), e o número de elétrons transferidos na reação ( n).
A fórmula é:
m = I times t times MAn times F
onde F é a constante de Faraday ( 96485 C/mol).
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 mu A/cm^2 para A/cm^2:
Densidade de corrente dada: 510^-5 A/cm^2 = 5,10 times 10^-5 A/cm^2.
Agora, vamos usar a fórmula da Lei de Faraday reorganizada para calcular a massa por hora:
massa por cm² por hora = I times MAn times F ²
Onde:
  • I = 5,10 times 10^-5 A/cm^2
  • MAZn = 65,37 g/mol
  • n = 2 (da reação Zn^2+ + 2e^- Zn)
  • F = 96485 C/mol
Vamos calcular:
m = 5,10 times 10^-5 times 65,372 times 96485 g/(cm^2 cdot s)

Passo 4

Agora, vamos simplificar os cálculos:
m = 5,10 times 10^-5 times 65,37192970 = 3,329 times 10^-3192970 approx 1,723 times 10^-8 g/(cm^2 cdot s)
Para converter de g para mg e de segundos para horas:
1 g = 1000 mg
1 h = 3600 s
Então:
m = 1,723 times 10^-8 times 1000 times 3600 approx 6,203 times 10^-2 mg/(cm^2 cdot h)

Passo 5

Agora, para converter para mil unidades por ano (mpy), sabemos que:
1 mpy = 112 mils por mês = 112 times 10^-3 in/h ê
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:
mpy = 6,203 times 10^-20,013 approx 4,77 mpy

Resposta

A velocidade de corrosão do zinco é de aproximadamente 6,20 times 10^-2 mg/cm^2 cdot h e 4,77 mpy.

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