Uma tubulação de ferro fundido (distribuição água ou gás natural) é protegida com barras de magnésio com massa de
. Uma corrente de
A escoa entre a barra e o tubo. Qual é o período de troca da barra de magnésio? Qual a energia consumida (kW.h) utilizada para a produção desta peça apenas considerando a eletrólise de íons?
Constante de Faraday: 96.485 C / mol
Passo 1
Resumindo o enunciado, temos uma barra de magnésio de massa
que funciona como ânodo e se consome pela semirreação
uma corrente
passa entre a barra e o tubo, e a constante de Faraday é
. Precisamos calcular:
- O tempo
para a barra ser totalmente consumida. - A energia elétrica (em k
) gasta nessa eletrólise, assumindo que a tensão aplicada é .
Passo 2
Da eletrolise sabemos que o número de mols de Mg consumidos em tempo
é
Como a massa molar de
é
, a massa consumida é
Isolando
, obtemos
Passo 3
Substituindo os valores:
Convertendo para anos:
Passo 4
A energia elétrica necessária é
Logo, em joules:
Convertendo para k
:
Resposta
O período de troca da barra de magnésio é de aproximadamente
anos, e a energia consumida pela eletrólise é cerca de
k
.