HIDROMETALURGIA E ELETROMETALURGIA
Cementação
• A cementação é a redução de íons do metal de
valor (Me) em solução aquosa pela oxidação de um
metal redutor (Me’) por meio da equação abaixo:
Mez+(aq) + Me’ → Me0 + Me’z+(aq)
• Este processo é empregado para a produção de
um metal e para a separação de íons de impurezas
da solução.
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Cementação
• A cementação pode ser entendida como um
processo composto por duas reações de semicélula (oxidação e redução):
Me’ → Me’z+(aq) + zeMez+(aq) + ze- → Me0
• As condições redutoras, determinadas pela
primeira reação, são controladas pela escolha do
metal redutor adequado.
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Cementação
• O estudo das condições termodinâmicas para a
realização da cementação é interessante, pois
qualquer uma das reações de semi-célula pode ser
representada tornando-se única reação genérica de
redução de íons :
Mez+(aq) + ze- → Me0
• Aplicando-se a esta a equação de Nernst e,
invertendo-se o produto e os reagentes temos:
E = E0Mez+/Me0 + RTln aMez+ / zF
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Cementação
• E é o valor de potencial para um dado metal com
uma atividade fixa de seus cátions na fase aquosa.
• Ressalta-se que a cementação praticamente
ocorre sem a produção de gás hidrogênio.
• A redução dos íons na cementação ocorre sobre
uma determinada região do metal redutor, enquanto
ele se oxida em outro ponto.
• Os elétrons fornecidos pela sua oxidação são
conduzidos até o sítio da redução.
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Cementação
• Um dos problemas da cementação é a presença
de oxigênio dissolvido, pois a reação de formação
da água é muito favorável.
• Os meios de combatê-la são:
• evitar o contato entre o ar e a solução aquosa;
• aumentar o pH (com risco de precipitação de
algum hidróxido).
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Cementação
• A presença de íons metálicos de grande valência
também não é bem vinda, pois eles podem sofrer
redução parcial, consumindo elétrons, ou seja,
desgastando o agente redutor inutilmente.
• Outro problema reside na possibilidade de
oxidação do metal já produzido, favorecendo sua
dissolução (ou a formação de um óxido).
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Cementação
• Exemplifica-se isso com a cementação do cobre
pelo ferro:
Cu0 + 2 Fe3+ ↔ 2 Fe2+ + Cu2+
• Se há oxigênio na solução, o problema será
acentuado pois o Fe2+ pode se oxidar reiniciando
novamente o processo:
O2 + 4 H+ + 4 Fe2+ ↔ 4 Fe3+ + 2 H2O
• A formação de camadas aderentes de outras
fases de óxidos ou próprio metal produzido isola o
redutor da solução, podendo interromper a