Uma ponte de aço de 500 m² em zona costeira necessita proteção anticorrosiva sustentável. Proponha uma solução…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Analisar as propriedades dos materiais para avaliar a adequação de seu uso em diferentes aplicações (industriais, cotidianas, arquitetônicas ou tecnológicas) e/ ou propor soluções seguras e sustentáveis considerando seu contexto local e cotidiano.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Uma ponte de aço de 500 m² em zona costeira necessita proteção anticorrosiva sustentável. Proponha uma solução técnica (materiais e processo) e calcule a massa de zinco necessária como ânodos sacrificial para fornecer densidade de corrente de 0,50 A·m-2 por 10 anos. Considere Zn ? Zn2+ + 2e-, F = 96485 C·mol-1, M(Zn)=65,38 g·mol-1.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
Sugestão: combinar revestimento epóxi como barreira com anodos de zinco distribuídos para proteção catódica; programar inspeção e reciclagem do zinco. Cálculo: I = 0,50·500 = 250 A; t = 10·365·24·3600 = 3,1536×10^8 s; Q = I·t = 7,884×10^10 C. n(e-)=Q/F = 7,884×10^10 / 96485 = 8,17×10^5 mol e-. n(Zn)=n(e-)/2 = 4,085×10^5 mol. m(Zn)=4,085×10^5·65,38 = 2,67×10^7 g ˜ 2,67×10^4 kg (˜26,7 t). Recomenda-se reduzir corrente com revestimento e usar recuperação/reutilização do zinco.
Explicação
A solução proposta combina um revestimento epóxi, que atua como barreira contra a corrosão, com ânodos de zinco, que proporcionam proteção catódica ao longo do tempo. O cálculo da corrente necessária e da quantidade de zinco a ser utilizada é fundamentado na relação entre a densidade de corrente, o tempo de exposição e a quantidade de elétrons envolvidos na reação de corrosão. A recomendação de inspeção e reciclagem do zinco visa garantir a sustentabilidade e eficiência do sistema de proteção ao longo dos anos.
Raio-X da questão
ânodos sacrificial e corrosão
avaliacao
cálculo de massa molar · reações de oxidação e redução
Revisar os conceitos de corrosão e cálculos de eletroquímica.
O aluno pode confundir a quantidade de elétrons transferidos na reação de corrosão, levando a um cálculo incorreto da massa de zinco necessária.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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