Để bảo vệ vỏ tàu biển làm bằng thép (hợp kim của iron và carbon) khỏi sự ăn mòn trong môi trường nước biển (dung dịch chất điện li), người ta áp dụng phương pháp bảo vệ điện hóa bằng cách gắn các khối zinc (Zn) vào phần vỏ tàu chìm dưới nước.
a) Ở bề mặt vỏ tàu biển xảy ra quá trình oxi hóa các phân tử khí oxygen hòa tan trong nước biển.
b) Giả sử một khối zinc gắn vào thân tàu có khối lượng 6,50 kg. Biết cường độ dòng điện ăn mòn trung bình sinh ra từ quá trình oxi hóa zinc là 0,5 A và hiệu suất bảo vệ của khối zinc là 80% (20% zinc bị hao hụt cơ học hoặc không tham gia tạo dòng điện). Thời gian tối đa khối zinc này có thể bảo vệ được vỏ tàu là 447 ngày. (Biết 1 ngày = 24 giờ, F = 96485 C/mol, không làm tròn kết quả các phép tính trung gian, chỉ làm tròn kết quả cuối cùng đến hàng đơn vị).
c) Nếu các khối zinc bị bong tróc và rơi mất, ta có thể thay thế tạm thời bằng các khối tin (Sn) để tiếp tục bảo vệ vỏ tàu khỏi sự ăn mòn điện hóa.
d) Trong phương pháp này, khối zinc đóng vai trò là cực âm (anode) và vỏ tàu bằng thép đóng vai trò là cực dương (cathode).
Câu trả lời tốt nhất
(a) Sai, vỏ tàu là cathode, tại đây O2 bị khử:
2H2O + O2 + 4e —> 4OH-
(b) Sai:
ne = 2.6500.80%/65 = 160 mol
ne = It/F —> t = ne.F/I = 30875200s = 357 ngày.
(c) Sai, Zn có tính khử mạnh hơn Fe nên Zn mới bảo vệ được vỏ tàu. Sn có tính khử yếu hơn Fe nên không những Sn không bảo vệ được vỏ tàu mà còn thúc đẩy vỏ tàu bị ăn mòn mạnh hơn.
(d) Đúng, Zn là cực âm (anode hy sinh), vỏ tàu là cực dương (cathode được bảo vệ).
