철의 부식 전류 밀도가 전체 면에서 균일하게 1.0 µA/cm²일 때, 부식으로 표면이 후퇴하는 속도에 가장 가까운 것은 무엇인가? 철은 Fe²⁺로 녹는다고 하고, 몰질량 55.85 g/mol, 밀도 7.87 g/cm³, 패러데이 상수 96485 C/mol, 1년을 3.15×10⁷ s로 한다.

정답: C. 약 12 µm/년

단위 면적당 1초에 녹는 질량은 iM/(nF) = 1.0×10⁻⁶ × 55.85/(2 × 96485) ≈ 2.9×10⁻¹⁰ g/(cm²·s)이며, 밀도 7.87 g/cm³로 나누면 후퇴 속도는 약 3.7×10⁻¹¹ cm/s입니다. 1년분을 곱하면 3.7×10⁻¹¹ × 3.15×10⁷ ≈ 1.16×10⁻³ cm/년, 즉 약 12 µm/년(11.6 µm/년)이 됩니다. 약 23 µm/년은 n = 1로 한 오류입니다. 약 7.7 µm/년은 Fe³⁺로 녹는다고 보고 n = 3으로 계산한 오류로, 문제의 조건과 맞지 않습니다. 전류 밀도와 부식 속도가 비례하므로, 철에서는 “1 µA/cm²에서 약 12 µm/년”이 부식 전류로부터 수명을 추정할 때의 환산 기준이 됩니다.