Um corpo de prova de uma liga de alumínio em formato de um paralelepípedo com dimensões de
foi submetido a um teste de corrosão por 30 dias em uma solução salina. Após o período, a perda de massa foi de 0,02 gramas. Sabendo que a densidade da liga é
, determine a corrente de corrosão (
) em unidades de
e a densidade de corrente de corrosão (icorr) em
.
Passo 1
O que o enunciado pede:
- Determinar a corrente de corrosão
em . - Determinar a densidade de corrente de corrosão
em .
Dados fornecidos (vou listar exatamente os valores do enunciado):
- Dimensões do corpo de prova:
. - Perda de massa após
dias: . - Densidade da liga:
. - Tempo do ensaio:
dias (vou converter para segundos no passo seguinte).
Observação: mantive todas as informações do enunciado e vou usá‑las para calcular a área exposta, as mols perdidas, a carga total (pela Lei de Faraday) e daí a corrente média.
Passo 2
Converter o tempo de
dias para segundos (porque a corrente é em coulomb/segundo):
Explicação curta:
dia tem
s, então multiplicamos por
.
Passo 3
Calcular a área total da peça (assumindo que todas as faces estão expostas à solução). Para um paralelepípedo com arestas
,
,
:
Calculemos:
Comentário didático: para um paralelepípedo somamos as áreas das três faces distintas e multiplicamos por 2 (faces opostas).
Passo 4
Calcular o número de mols de alumínio perdidos. Usamos a massa perdida
e a massa molar do alumínio
(constante química conhecida).
Fórmula:
Fórmula:
Aplicando:
Explicação didática: uma mol de átomos de alumínio tem massa
; se perdemos
, perdemos uma fração dessa mol.
Passo 5
Conectar a massa perdida à carga elétrica usando a Lei de Faraday. Passos conceituais:
- Reação de corrosão do alumínio (oxidação):
. Logo cada átomo de Al libera elétrons. - Constante de Faraday:
(carga por mol de elétrons).
A carga total associada à perda demols é
Aplicando:
Explicação didática: cada mol de átomos que se oxida libera
mols de elétrons; cada mol de elétrons transporta
coulombs.
Passo 6
Calcular a corrente média a partir da carga total:
Converter para
(
):
Comentário didático: isso é a corrente média que, ao longo dos
dias, correspondeu à perda de massa observada.
Passo 7
Calcular a densidade de corrente de corrosão
dividindo a corrente pela área exposta:
Converter para
:
Explicação: a densidade de corrente é útil porque normaliza a corrente à área, permitindo comparar diferentes amostras.
Passo 8
Verificação rápida (usar a densidade dada como checagem de ordem de grandeza):
- Volume perdido
. - Espessura média corroída (se fosse distribuída uniformemente sobre uma face de
) seria muito pequena, da ordem de dividido por 10 → confirma que estamos em regime de perda small (ordem de micrômetros), consistente com correntes pequenas. (Isto é só uma checagem de consistência e não muda os cálculos anteriores.)