CORROSÃO
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Corrosão
Processo de desgaste dos metais com perda de
material.
Como ocorre ?
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Formam-se primeiro óxidos à superfície do
metal, formando uma película, uma vez que esta é
a zona mais exposta ao oxigénio do ar.
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Esta película acaba por se desfazer.
O processo de formação dos óxidos continua
para camadas mais profundas.
Corrosão
Dar-se-á de igual forma para todos os
metais?
Não !!!
• Há metais que oxidam lentamente.
São pouco reactivos.
Por exemplo o Ouro.
• Há metais que oxidam rapidamente.
São muito reactivos.
Por exemplo o Potássio.
Corrosão
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Ferro
Oxida facilmente em contacto
com o ar húmido;
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Forma-se o óxido de ferro (III)
vulgarmente chamado ferrugem.
ferro (s) + oxigénio (g) + água (l)  óxido de
ferro (III) hidratado
Corrosão
Como prevenir ?
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Evitar expor o material ao ar e à água.
Evitar o contacto entre metais diferentes.
Em certas condições, usar um metal protector.
Pintura ou envernizamento dos metais.
Protecção catódica - faz-se uso de um metal que seja um redutor
mais forte que o metal a proteger
Galvanoplastia - é um processo através do qual se aplica uma
protecção superficial que consiste na cobertura do
metal por outro metal que o proteja dos elementos
ambientais que são responsáveis pela sua corrosão.
Anodização - baseia-se na utilização de correntes externas que
provoquem a deposição regular de uma camada
protectora do próprio metal.
Protecção catódica
O princípio básico é tornar o elemento metálico a
ser protegido - um aqueduto, por exemplo - num
cátodo de uma célula de corrosão, o que
pressupõe a presença de um ânodo.
Assim, o processo natural de perda de electrões
da estrutura para o meio - fenómeno que causa a
corrosão - é compensado pela ligação da
estrutura metálica a um ânodo de sacrifício.
O direcionamento da corrente eléctrica preserva a
estrutura metálica, ocorrendo corrosão controlada
no ânodo.
Protecção catódica
Ânodo de sacrifício – o metal mais redutor vai fornecer electrões
ao ânodo que se quer proteger passando este último a funcionar
como cátodo, não sofrendo corrosão.
Corrente protectora – aplica-se uma corrente eléctrica no ânodo
Este método é apropriado para grandes estruturas metálicas como
por exemplo pipelines (usados em oleodutos ou gasodutos), tanques
de armazenamento de combustível subterrâneos ou pontes.
Esta forma de assegurar a protecção de um metal contra
a corrosão consiste em ligá-la ao pólo negativo de uma
fonte de tensão (p.e. uma pilha de 1.5V).
A fonte de tensão injecta os electrões
necessários para manter a peça reduzida.
Note-se que é necessário ligar o pólo
positivo da pilha a outro eléctrodo, o qual
poderá ser consumível (sucata de ferro) ou
inerte (grafite).
Este efeito é usado para proteger os cascos de navio em
água salgada.
Na protecção dos pipelines faz-se uso de um metal como, por
exemplo, o zinco ou o magnésio, que é enterrado em terreno
húmido e ligado electricamente ao pipeline (Fe) subterrâneo.
O bloco de zinco ou de magnésio vai ser preferencialmente
oxidado, fornecendo electrões ao ferro de modo a impedir a
oxidação deste pelo oxigénio.
O bloco de metal que é chamado eléctrodo de
sacrifício, protege o pipeline de ferro e é mais
fácil e mais barato de substituir do que se fosse
necessária a substituição do pipeline.
Pelo mesmo motivo, os automóveis normalmente têm a carroçaria
do carro ligada ao ânodo da bateria. O descarregar da bateria é o
sacrifício que ajuda a preservar o próprio veículo
Anodização
O alumínio, por exemplo, reage com o oxigénio do ar através da
reacção espontânea:
4Al (s) + 302 (g) → 2Al203 (s)
Contrariamente à ferrugem, o óxido de
alumínio adere fortemente à superfície
metálica e, como não é solúvel, constrói
uma barreira protectora que impede a
corrosão do metal que fica debaixo desta
camada – passivação.
Latas de alumínio nunca adquirem um aspecto muito
oxidado, mesmo quando em contacto prolongado
com soluções aquosas.
Galvanoplastia
Galvanização da estrutura de um automóvel
A galvanoplastia é normalmente
feita por imersão do metal a ser
tratado numa tina contendo sais
do metal que o vai recobrir e
que, através do fornecimento de
uma corrente catódica externa,
que fornece electrões que levam
à sua redução, são depositados
sobre a superfície a ser
recoberta.
Choques eléctricos nos dentes chumbados
Até recentemente o material mais usado para
chumbar os dentes era a amálgama dentária
constituída por compostos de mercúrio, prata e
estanho Ag2Hg, Ag2Sn e Sn3Hg que têm potenciais
normais de redução de +0,85v, -0,05V e -0,13V,
respectivamente.
Radiografia da face em que são visíveis
dois dentes chumbados.
Quando alguém com um dente chumbado introduz um utensílio metálico na
boca que lhe toque (por exemplo, um garfo cromado (E°cr 3+/cr) = - 0,74V ),
vai sentir um desconforto momentâneo devido à descarga eléctrica que se faz
sentir no nervo dentário devido à formação da pilha galvânica.
É por este motivo, associado a razões estéticas, que gradualmente a
amálgama dentária tem vindo a ser substituída por compósitos poliméricos.
EXERCÍCIOS
1. Entre o cobre, o níquel, o alumínio e o manganês, qual será o mais
adequado para fazer a protecção catódica do ferro?
2. Um guiador de bicicleta cromado sofreu um risco. Será a corrosão do
ferro favorecida ou retardada pelo crómio?
3. Sugira dois metais que possam ser usados para fazer a protecção
catódica do zinco.
4. Dos seguintes metais indique aqueles que não podem ser usados como
eléctrodo de sacrifício para protecção catódica do ferro.
a) Zinco
b) prata
c) cobre
d) magnésio
5. Explique por que é que, apesar de estarem permanentemente em
contacto com bebidas aquosas as latas de refrigerantes não sofrem
processos fortes de corrosão.
EXERCÍCIOS - resolução
1. O que tem mais tendência para se oxidar, ou seja é melhor redutor, é
o que tem menor potencial de redução. O alumínio é, de entre as opções
apresentadas o melhor ânodo de sacrifício.
2. Como o potencial normal de redução do ferro = - 0,41 V) é maior do
que o do crómio = - 0,74 V) , então numa solução contendo electrólitos,
espontaneamente o crómio oxida-se, reduzindo o ferro, pelo que
contribui para a protecção do ferro, mesmo na presença de um risco
perfurante da cromagem.
EXERCÍCIOS
3. Para que um metal possa efectuar a protecção catódica de outro, terá
de ser um redutor mais forte, ou seja, possuir um potencial normal de
redução mais baixo. Como o manganês e o magnésio por exemplo têm
potenciais normais de redução mais baixos do que o do zinco, então,
serviriam para fazer a sua protecção catódica.
4. b)e c)
ferro= - 0,44 V
a) Zinco = - 0,76 V b) prata = +0,80 V c) cobre = + 0,34 V
d) magnésio = - 2,36 V
EXERCÍCIOS
5. As latas de refrigerantes são normalmente de alumínio. 0 alumínio, por
exemplo, reage com o oxigénio do ar através da reacção espontânea,
4Al (s) + 302 (g) → 2Al203 (s)
No entanto, contrariamente à ferrugem, o óxido de alumínio adere
fortemente à superfície metálica e, como não é solúvel, constrói uma
barreira protectora, que impede a corrosão do metal que fica debaixo
desta camada.