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 2 sur 3 : Durée maximale de protection du bloc

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t = \frac{2 n(\ce{Zn}) F}{I} = \frac{2 \times (25.0/65.38) \times 96485}{0.025} = 2.951 \times 10^6\ \text{s} = 819.7\ \text{h}

Analyse

$n_e = 2 \times (25/65{,}38) = 0{,}7647$ mol d'électrons ; $Q = 73787$ C. À $I = 0{,}025$ A, $t = 2{,}951 \times 10^6$ s = 819,7 h (corrigé officiel : 819,8 h).