Num estudo de avaliação da agressividade de um meio, para aço carbono, encontraramse os seguintes valores: Densidade de corrente de corrosão 8.10^-6 A / cm^2; potencial de corrosão de -460 mVxECS. Pergunta-se: a) se o desgaste máximo permitido para o aço no meio em questão é de 5mpy, é possível aprovar o emprego do aço para o meio testado acima? B) se o referido aço for polarizado nesse meio a um potencial de 650mVxECS, ele estará protegido da corrosão? Por quê? Dados:
EFe^0 Fe=-0,44 V ; [Fe^+2]=10^-6 M ; F=96500 C ; MAFe=55,85 g / mol ; rhoFe= 7,84 g / cm^3
Potencial do eletrodo de referência ECS na escala de EPH =0,242 V

Passo 1

Beleza, vamos começar resumindo o que a questão está pedindo. Temos um estudo sobre a corrosão do aço carbono em um determinado meio. Precisamos responder duas perguntas:
a) Será que o aço pode ser usado nesse meio se o desgaste máximo permitido for de 5 mil milhas por ano (mpy)?
b) Se polarizarmos o aço a um potencial de 650 mV em relação ao Eletrodo de Referência ECS, ele estará protegido da corrosão? Por quê?
Para resolver isso, vamos precisar entender conceitos de densidade de corrente de corrosão, potencial de corrosão, e como calcular a taxa de corrosão. Vamos usar fórmulas de eletroquímica e conversão de unidades para chegar às respostas.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular a taxa de corrosão com base na densidade de corrente fornecida. A densidade de corrente de corrosão ( icorr) é de 8 times 10^-6 , A/cm^2. Para encontrar a taxa de desgaste (W), usamos a seguinte fórmula:
W = K cdot I cdot EWrho cdot F
Onde:
  • K é a constante de conversão (pega valores em mpy),
  • I é a densidade de corrente,
  • EW é o equivalente de desgaste,
  • rho é a densidade do material,
  • F é a constante de Faraday.

Passo 3

Vamos ajustar essa fórmula para calcular a taxa de corrosão em mpy. A constante K depende das unidades usadas e, para conversão para mil milhas por ano, seu valor é geralmente K = 3.45 times 10^7.
Então, a fórmula fica:
W (mpy) = 3.45 times 10^7 cdot icorrrhoFe cdot MAFe
Onde:
  • icorr = 8 times 10^-6 , A/cm^2
  • rhoFe = 7.84 , g/cm^3
  • MAFe = 55.85 , g/mol

Passo 4

Substituindo os valores na fórmula:
W = 3.45 times 10^7 cdot 8 times 10^-67.84 times 55.85
Calculando o numerador:
3.45 times 10^7 cdot 8 times 10^-6 = 276
Calculando o denominador:
7.84 times 55.85 approx 438.944
Agora, dividindo:
W = 276438.944 approx 0.629 , mpy

Passo 5

Agora que temos a taxa de desgaste calculada como aproximadamente 0.629 , mpy, vamos comparar com o desgaste máximo permitido de 5 , mpy.

Passo 6

Como 0.629 , mpy < 5 , mpy, isso significa que o desgaste causado pela corrosão está abaixo do limite permitido.

Passo 7

Passando para a parte b), queremos saber se, ao polarizar o aço a um potencial de 650 , mV/ECS, ele estará protegido da corrosão. O potencial de corrosão dado é -460 , mV/ECS.

Passo 8

A proteção catódica funciona quando o potencial aplicado é mais positivo que o potencial de corrosão. Nesse caso, 650 , mV/ECS é muito mais positivo que -460 , mV/ECS.

Passo 9

Portanto, ao polarizar o aço a 650 , mV/ECS, estamos impondo um potencial que impede as reações de corrosão, protegendo o metal.

Resposta

a) Sim, o desgaste calculado é de aproximadamente 0,629 , mpy, que está abaixo do limite máximo permitido de 5 , mpy. Logo, é possível aprovar o uso do aço nesse meio.
b) Sim, ao polarizar o aço a 650 , mV/ECS, que é mais positivo que o potencial de corrosão de -460 , mV/ECS, o aço estará protegido da corrosão.

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