4. Phương trình Nernst mô tả thế điện cực ở 25oC:
ĂN MÒN VÀ BẢO VỆ VẬT LIỆU
0
ion
0,0592
E E logC
n
Trong đó:
• Cion: là nồng độ ion trong dung dịch (M).
• n: là điện tích của ion.
• E0: là thế điện cực chuẩn của dung dịch 1M (V).
5. • Giả sử dung dịch 1000g nước chứa 1g Cu2+ ở 25oC.
• Biết thế điện cực chuẩn E0 = 0,34V và khối lượng mol
của đồng M = 63,54g/mol.
• Tính thế điện cực của đồng.
ĂN MÒN VÀ BẢO VỆ VẬT LIỆU
6. • Ta biết rằng dung dịch 1M của Cu2+ thu được từ 1mol
Cu2+ trong 1000g H2O.
• Suy ra nồng độ của dung dịch chứa 1g Cu2+ bằng:
2
Cu
1
C 0,0157M
63,54
0
ion
0,0592
E E logC
n
0,0592
E 0,34 log0,0157 0,29V
2
ĂN MÒN VÀ BẢO VỆ VẬT LIỆU
• Từ phương trình Nernst, với n = 2, E0 = +0,34V, ta có:
8. Phương trình Faraday định lượng vật liệu được mạ lên
cathode hoặc bị mòn đi ở anode:
ĂN MÒN VÀ BẢO VỆ VẬT LIỆU
ItM
w
nF
Trong đó:
• w: là lượng vật liệu bám vào hoặc mất đi ở điện cực (g)
• I: là dòng điện (A).
• M: là nguyên tử lượng (g/mol).
• t: là thời gian (s).
• n: là điện tích của ion.
• F: là hằng số Faraday (96500C).
9. Phương trình Faraday định lượng vật liệu được mạ lên
cathode hoặc bị mòn đi ở anode.
• Với diện tích bề mặt điện cực là A (cm2):
• Mật độ dòng điện i = I/A:
ĂN MÒN VÀ BẢO VỆ VẬT LIỆU
iAtM
w
nF
10. • Cần mạ một lớp đồng dày 0,1cm lên bề mặt một
cathode có diện tích 1cmx1cm.
• Biết đồng có khối lượng riêng bằng 8,93g/cm3 và khối
lượng mol bằng 63,54g/mol.
• Thiết kế quá trình (dòng điện, thời gian mạ).
ĂN MÒN VÀ BẢO VỆ VẬT LIỆU
11. • Diện tích bề mặt cathode cần mạ A = 1cm2.
• Với lớp đồng dày 1cm, ta có thể tích đồng:
2 3
V 1cm 0,1cm 0,1cm
m V 8,93 0,1 0,893g
ĂN MÒN VÀ BẢO VỆ VẬT LIỆU
• Khối lượng đồng:
• Từ phương trình Faraday, ta có:
wnF
It
M
0,893 2 96500
It 2712As
63,54
12. ĂN MÒN VÀ BẢO VỆ VẬT LIỆU
0,1A 27,124s = 7,5h
1,0A 2,712s = 45,2h
10,0A 271,2s = 4,5 phút
100,0A 27,12s = 0,45 phút
Dòng điện Thời gian
13. • Nhúng sâu 20cm một thanh sắt 10cmx10cm trong một
dung dịch ăn mòn.
• Sau 4 tuần, khối lượng thanh sắt giảm 70g.
• Tính dòng và mật độ dòng ăn mòn.
ĂN MÒN VÀ BẢO VỆ VẬT LIỆU
14. • Tổng thời gian của quá trình ăn mòn:
6
t 4 7 24 3600 2,42 10 s
ĂN MÒN VÀ BẢO VỆ VẬT LIỆU
• Từ phương trình Faraday, n = 2, M = 55,847g/mol, ta có:
6
wnF
I
tM
70 2 96500
I 0,1A
2,42 10 55,847
15. • Tổng diện tích thanh sắt bị ăn mòn:
2
A 4 10 20 y 10 10
900cm
maët beân 1maët ñaù
ĂN MÒN VÀ BẢO VỆ VẬT LIỆU
• Mật độ dòng điện:
4 2
I
i
A
0,1
i 1,11 10 A / cm
900
1x(10x10)
4x(10x20)
16. • Giả sử một pin ăn mòn đồng-kẽm có mật độ dòng điện
qua cathode là 0,05A/cm2.
• Diện tích của 2 điện cực đồng và kẽm đều là 100cm2.
• Biết khối lượng mol của kẽm bằng 65,38g/mol.
• Tính dòng và mật độ dòng ăn mòn của điện cực kẽm.
• Tính lượng kẽm mất đi trong mỗi giờ.
ĂN MÒN VÀ BẢO VỆ VẬT LIỆU
17. • Dòng ăn mòn:
Cu Cu
I i A 0,05 100 5A
ĂN MÒN VÀ BẢO VỆ VẬT LIỆU
• Dòng ăn mòn bằng nhau tại mọi điểm trong pin.
• Suy ra mật độ dòng của kẽm:
2
Zn
Zn
I 5
i 0,05A / cm
A 100
• Từ phương trình Faraday, n = 2, M = 65,38g/mol, ta có:
ItM
w
nF
5 3600 65,38
w 6,1g / h
2 96500
18. ĂN MÒN VÀ BẢO VỆ VẬT LIỆU
Tại anode (ferrite):
Tại cathode (cementite):
2
Fe Fe 2e
2 2
1
O H O 2e 2(OH )
2
Vi pin (microgalvanic) trong thép
(ferrite là anode so với cementite)
19. ĂN MÒN VÀ BẢO VỆ VẬT LIỆU
Biên hạt có
năng lượng cao hơn
(anode)
Hạt bên trong có
năng lượng thấp hơn (cathode)
Các ion
