Необходима помощь в решении задачи Алюминий корродирует в морской воде со скоростью 25 г/м 2*сут. Рассчитайте минимальную начальную плотность тока (в А/м2), необходимую для полной катодной защиты.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения этой задачи понимайте, что катодная защита предотвращает коррозию алюминия благодаря подаче напряжения от источника внешней силы. Мы можем использовать закон Фарадея для электролиза и теорию катодной защиты для расчета начальной плотности тока.

Сначала определим количество атомов алюминия, которые теоретически должны быть восстановлены с помощью катодной защиты. Для этого переведем скорость коррозии из г/м^2сут в атомы/м^2сек.

25 г/м^2сут = 25 г/(м^2243600 сек) ≈ 2.8910^(-4) г/м^2*сек.

Молярная масса алюминия Al = 26.98 г/моль 1 моль алюминия содержит 6.022*10^23 атомов (число Авогадро).

Теперь переведем массу алюминия в атомы/м^2*сек:

n = (2.8910^(-4) г/м^2сек) * (1 моль/ 26.98 г) * (6.02210^23 атомов/моль) ≈ 6.4310^18 атомов/м^2*сек.

Далее воспользуемся законом Фарадея:

Ток = nF где Ток - потребляемый ток (А), n - количество вещества олова (моль/с), F - постоянная Фарадея (96485 C/моль).

Δq = 3F - требуется 3 электрона для восстановления одного атома алюминия (Al^3+ 3e -> Al).

Теперь найдем необходимую плотность тока (J): J = I/A

I = количество атомов алюминия / сек * F * 3 = 6.4310^18 атомов/м^2сек * 96485 C/моль * 3 ≈ 1.864*10^6 А/м^2.

Таким образом, необходимая минимальная начальная плотность тока для полной катодной защиты алюминия составляет 1.864*10^6 А/м^2.