O níquel sofre corrosão em uma solução ácida de acordo com a reação Ni+2 H+ Ni 2++H 2
As taxas das semirreações de oxidação e redução são controladas pela polarização por ativação.
(a) Calcule a taxa de oxidação do Ni(em mol / cm 2 cdot s), dados os seguintes valores para a polarização por ativação:
Para o níquel Para o Hidrogênio
E^circ=-0,126 V E^circ=0,00 V
i0=2 times 10^-8 A / cm^2 i0=6 times 10^-7 A / cm^2
beta=+0,12 beta=-0,10
(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:
Ni Ni^2+ + 2e^-
Aqui, o níquel está perdendo elétrons, ou seja, sendo oxidado.

Passo 3

A taxa de oxidação está relacionada à densidade de corrente ( i) pela fórmula de Faraday:
r = inF
Onde:
  • r é a taxa de oxidação (mol/cm²/s)
  • i é a densidade de corrente (A/cm²)
  • n é o número de elétrons transferidos (no caso, 2)
  • F é a constante de Faraday ( 96485, C/mol)

Passo 4

Para encontrar a densidade de corrente i, usamos a relação com a corrente de troca ( i0) e a polarização de ativação ( beta). A densidade de corrente pode ser expressa pela equação de Tafel:
i = i0 cdot e^beta eta
Onde:
  • eta 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 eta = 0. Assim, a equação simplifica para:
i = i0

Passo 5

Dado que estamos calculando apenas a taxa de oxidação do níquel, usamos o i0 do níquel fornecido na tabela:
i0 (Ni) = 2 times 10^-8, A/cm^2

Passo 6

Agora, substituímos os valores na fórmula de Faraday para calcular a taxa de oxidação:
r = 2 times 10^-8, A/cm^22 times 96485, C/mol = 2 times 10^-8192970 approx 1.035 times 10^-13, mol/cm^2cdots

Resposta

A taxa de oxidação do níquel é aproximadamente 1.04 times 10^-13, mol/cm^2cdots.

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