O níquel sofre corrosão em uma solução ácida de acordo com a reação
As taxas das semirreações de oxidação e redução são controladas pela polarização por ativação.
(a) Calcule a taxa de oxidação do
, dados os seguintes valores para a polarização por ativação:
As taxas das semirreações de oxidação e redução são controladas pela polarização por ativação.
(a) Calcule a taxa de oxidação do
Para o níquel | Para o Hidrogênio |
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(b) Calcule o valor do potencial de corrosão.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício sobre corrosão do níquel em uma solução ácida. A gente vai precisar entender um pouco sobre reações de oxidação e redução, além de como a polarização por ativação influencia nas taxas dessas reações. Vamos calcular a taxa de oxidação do níquel e o potencial de corrosão usando as informações que foram dadas na tabela.
Passo 2
Primeiro, vamos focar na parte (a) do exercício, que pede para calcular a taxa de oxidação do níquel. A equação da reação de corrosão é:
Aqui, o níquel está perdendo elétrons, ou seja, sendo oxidado.
Passo 3
A taxa de oxidação está relacionada à densidade de corrente (
) pela fórmula de Faraday:
Onde:
-
é a taxa de oxidação (mol/cm²/s) -
é a densidade de corrente (A/cm²) -
é o número de elétrons transferidos (no caso, 2) -
é a constante de Faraday ( )
Passo 4
Para encontrar a densidade de corrente
, usamos a relação com a corrente de troca (
) e a polarização de ativação (
). A densidade de corrente pode ser expressa pela equação de Tafel:
Onde:
-
é a sobrepotencial (a diferença entre o potencial real e o potencial de equilíbrio)
Como não temos o valor da sobrepotencial, vamos assumir que estamos calculando na condição de equilíbrio, onde
. Assim, a equação simplifica para:
Passo 5
Dado que estamos calculando apenas a taxa de oxidação do níquel, usamos o
do níquel fornecido na tabela:
Passo 6
Agora, substituímos os valores na fórmula de Faraday para calcular a taxa de oxidação:
Resposta
A taxa de oxidação do níquel é aproximadamente
.