Sabendo que uma indústria de galvanoplastia deseja recobrir uma chapa de aço com uma camada de Ni metálico por um processo de eletrodeposição, responda os itens abaixo:
d) qual o tempo em horas para depositar uma camada de
em uma placa de
(as duas faces) aplicando-se uma densidade de corrente de
se a eficiência do processo é de
. (1,50)
Dados MM Ni
e
.
d) qual o tempo em horas para depositar uma camada de
Dados MM Ni
Passo 1
Vamos lá! A questão nos pede para calcular quanto tempo, em horas, leva para depositar uma camada de 6,5 μm de níquel (Ni) em uma chapa de aço de 1 m² (considerando as duas faces). Para isso, vamos usar conceitos de eletrodeposição e fórmulas químicas que relacionam massa, corrente e tempo. Precisaremos dos dados fornecidos: densidade de corrente, eficiência do processo, massa molar e densidade do Ni.
Passo 2
Primeiro, vamos determinar a massa de níquel que precisa ser depositada. Sabemos que a massa (
) pode ser calculada pela fórmula:
A densidade do Ni é
e a espessura da camada é
. Como a área é
e são duas faces, o volume total (
) será:
Convertendo para cm³ (já que a densidade está em g/cm³):
Agora, calculamos a massa:
Passo 3
Vamos usar a Lei de Faraday, que relaciona a massa depositada (
), a corrente elétrica (
), o tempo (
), a eficiência (
), a massa molar (
) e a constante de Faraday (
):
Onde:
-
-
-
-
(número de elétrons para o Ni²⁺) -
Primeiro, precisamos encontrar a corrente total (
). Sabemos a densidade de corrente (
) e a área (
):
Convertendo as unidades:
Então,
Passo 4
Agora, substituímos os valores na equação de Faraday para resolver
:
Substituindo:
Calculando o numerador:
Calculando o denominador:
Portanto,
Convertendo para horas:
Resposta
O tempo necessário para depositar a camada de 6,5 μm de níquel na chapa de aço é de aproximadamente 0,403 horas.