Problème 2

La protection cathodique par anode sacrificielle protège les métaux par contact avec un métal plus actif. (a) Lors d'un essai en eau de mer, un bloc de zinc de 25,0 g est fixé à un équipement en acier. Après un certain temps, la masse mesurée est de 28,0 g ; on suppose que l'unique produit d'oxydation est

\ce{Zn(OH)2}

adhérent au bloc (

M(\ce{Zn}) = 65,38

;

M(\ce{Zn(OH)2}) = 99,40

g mol

^{-1}

). Calculer le pourcentage de zinc oxydé. (b) Calculer la durée maximale (en heures) de protection assurée par ce bloc de 25,0 g pour un courant moyen de 25 mA. (c) La coque en acier d'un navire immergée sur 1000 m

^2

requiert une densité de courant moyenne de 2,5 mA m

^{-2}

. En utilisant des anodes de zinc avec une perte parasite de 10 %, calculer la masse de zinc requise pour un an (365 jours).

Étape 1 sur 3 : Pourcentage de zinc oxydé

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\Delta m = n(\ce{Zn})_{\text{ox}} \times 2 M(\ce{OH}) = 34.02\,n \Rightarrow n = \frac{3.0\ \text{g}}{34.02\ \text{g mol}^{-1}} = 0.0882\ \text{mol};\quad \%\,\ce{Zn} = \frac{0.0882 \times 65.38}{25.0} \times 100\,\% = 23.06\,\%

Analyse

Chaque mole de $\ce{Zn}$ oxydée en $\ce{Zn(OH)2}$ gagne $2 M(\ce{OH}) = 34{,}015$ g mol $^{-1}$ . Le gain de 3,0 g correspond à 0,0882 mol, soit 5,766 g / 25,0 g = 23,06 % (conforme au corrigé officiel).