腐蝕與表面處理

某鋼管中,鐵以 Fe → Fe²⁺ + 2e⁻ 溶解的腐蝕電流,平均以0.10 A持續流了1年(365日)。溶解的鐵的質量最接近下列何者?設Fe的莫耳質量為55.85 g/mol,法拉第常數為96485 C/mol。

  1. A約0.61 kg
  2. B約0.91 kg
  3. C約1.8 kg
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正確答案:B. 約0.91 kg

由法拉第定律,溶解的質量為 m = ItM/(nF)。1年為 365 × 24 × 3600 = 3.15×10⁷ s,因此流過的電量為 Q = 0.10 × 3.15×10⁷ = 3.15×10⁶ C。成為Fe²⁺,所以 n = 2,m = 3.15×10⁶ × 55.85/(2 × 96485) ≈ 913 g,即約0.91 kg。約1.8 kg是把電子數當成 n = 1 的錯誤。約0.61 kg是當成生成Fe³⁺、以 n = 3 計算的錯誤,與題目的反應式不符。即使只有0.10 A的腐蝕電流,1年也會失去將近1 kg的鐵,若集中於局部,足以使管線穿孔。

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