Cho 300 gam mẫu vật liệu kim loại có dạng hình hộp chữ nhật kích thước 10x10x1 (cm) ngâm trong chậu thủy tinh đựng dung dịch acetic acid 1M. Tấm kim loại được kê cao trên 4 miếng kê chịu acid có dạng hình nón. Đậy chậu bằng một tấm nhựa. Sau 30 ngày, lấy mẫu vật liệu ra làm khô và cân được 298,2 gam.
a) Tính tốc độ ăn mòn của mẫu kim loại theo đơn vị gam/m²/ngày. Có thể tính gần đúng bằng cách coi như diện tích bề mặt kim loại giảm không đáng kể trong quá trình thí nghiệm
b) Viết phương trình hoá học xảy ra trong trường hợp kim loại được sử dụng là tấm Fe và tấm Mg. Cách tính gần đúng ở phần a áp dụng cho kim loại nào thì sẽ gây sai số lớn hơn? Giải thích
c) Sơn các mặt bên của kim loại sẽ tránh được sai số ở phần b như thế nào? Nêu 2 vai trò của nắp đậy
d) Thay dung dịch CH3COOH 1M bằng dung dịch HCL có cùng pH. Khối lượng vật liệu bị ăn mòn sẽ tăng, giảm hay không đổi. Giải thích
Câu trả lời tốt nhất
(a) S 2 mặt = 2.10.10 = 200 cm² = 0,02 m²
30 ngày có 300 – 298,2 = 1,8 gam kim loại bị ăn mòn
—> 1 ngày có 0,06 gam kim loại bị ăn mòn
Mỗi ngày, 0,02 m² có 0,06 gam kim loại bị ăn mòn
—> Mỗi ngày, 1 m² có 3 gam kim loại bị ăn mòn
—> Tốc độ 3 gam/m²/ngày.
(b) Mg + 2CH3COOH —> (CH3COO)2Mg + H2
Fe + 2CH3COOH —> (CH3COO)2Fe + H2
Kim loại Mg gây sai số lớn hơn do tính khử Mg mạnh hơn Fe —> Mg bị ăn mòn nhanh hơn Fe —> Theo thời gian các cạnh của vật thể Mg giảm nhiều hơn vật thể Fe.
(c) Sơn các mặt bên sẽ làm sai số giảm do ngăn được ăn mòn theo hướng làm giảm độ dài cạnh 10 × 10, tuy nhiên tổng diện tích bề mặt bị giảm cũng làm tăng sai số, tuy nhiên yếu tố này có ảnh hưởng nhỏ hơn (S 2 mặt > S xung quanh)
(d) Thay CH3COOH bằng HCl cùng pH thì khối lượng vật liệu bị ăn mòn sẽ giảm do cùng pH thì nCH3COOH > nHCl.