Disciplina: Química Professor: Lourival Neto Cidade: Uberlândia Introdução Corrosão Tipos de corrosão Corrosão Eletroquímica Exemplos e reações Corrosão Química Exemplos e reações Corrosão Eletrolítica Exemplos Proteção contra corrosão Pilhas e Baterias 2 Eletroquímica: Estudo da interação entre a eletricidade e as reações químicas. Corrosão:Deterioração (oxidação) não desejadao de um material exposto ao ambiente, causada por reações químicas que geram a perda de propriedades físicas e químicas da estrutura 3 Tipos de Corrosão Eletroquímica Corrosão Química Corrosão Eletrolítica 4 Reação espontânea de metais na presença de um eletrólito. Geralmente, essas reações ocorrem na presença de água e forma uma pilha de corrosão. Reação Anódica: Oxidação do Ferro a Fe(II): Fe(s) Fe 2+ (aq) + 2e (formação de pequenos buracos) Reação Catódica: Redução da água: 2 H2O(l) + 2e H2(g) + 2OH_ (aq) Redução do Oxigênio: O2(g) + 4 H= (aq) + 4e 2 H2O(l) Oxidação do Hidróxido Ferroso: 3Fe(OH)2(s) + H2O(l) + ½ O2(aq) 2Fe(OH)3(s) Formação da ferrugem: 2Fe(OH)3(s) Fe2O3.H2O + 2H2O(l) (cor alaranjada ou castanho-avermelhada) Transformação anaeróbia do Fe(OH)2: Fe(OH)2(s) Fe3O4(s) + 2H2O(l) Cor preta O mecanismo de formação da ferrugem. (a) Oxidação do Ferro acontece em um ponto fora do contato com o oxigênio do ar, e a superfície do metal age como um e letrodo (ânodo) de uma célula galvânica Minúscula. (b) A oxidação subsequente do Fe(II) a Fe(III) resulta na deposição da Ferrugem na superfície. 5 Figura 1: Corte transversal da Gota Salina na distribuição secundária, com a indicação das reações que ocorrem (Figura de Pannoni, 2004 - modificada pelos autores). 6 Corrosão do Ferro em uma pilha galvânica Figura 2: Pilha de corrosão eletroquímica com dois eletrodos diferentes (adaptado de Nunes e Lobo, 1990). Figura 3: Corrosão eletroquímica, decorrente da exposição atmosférica, no gradil em monumento de ferro fundido situado na Praça Tiradentes (Centro do Rio de Janeiro): 7 (a) vista da coluna do gradil; (b) detalhe ampliado da (b) base da coluna. Figura 4: Distribuição primária. Figura 7: Tampas de garrafas de cerveja e refrigerante encontradas nas praias de Ilhéus. Figura 5: Distribuição secundária. Figura 6: Ferrugem na tampinha Após 24 h. Reprodução da experiência da Gota salina de Evans (1926) Materiais Tampinhas de garrafa lixadas Sç aquosa 1% Ferrocianeto de potássio Sç alcóolica 1% em massa de fenolftaleína Sç aquosa 3,5% em massa de NaCl 8 É a corrosão feita por agentes químicos. Exemplo: Chuva ácida, deterioração de metais em meio ácido, deterioração da PET, deterioração de concreto (pontes e viadutos) A deterioração nesse caso ocorrerá sem a transferência de elétrons e o processo é uma reação química entre um reagente corrosivo e o metal. Figura 1: Obtenção do gás Hidrogênio através da reação entre Zn e HCl Fonte: http://www.eebfmazzola.pro.br/wiki/images/thumb/2/23/Esquema_anal ise_microscopica.jpg/400px-Esquema_analise_microscopica.jpg Fonte: http://s3.amazonaws.com/magoo/ ABAAAfrEQAG-1.jpg. Acesso às 02:21 data 17/02/2015 9 Figura 3: Garrafas PET Descaracterização Química e Física do material - Perda da rigidez Perda da flexibilidade Desgaste Mudanças no aspecto Fonte: http://www.metalica.com. br/images/stories/Id1835/garrafa -pet.jpg. Acesso às 16:27 em 18/2/15 10 Figura 4: Corrosão química em concreto armado: (a) poste; (b) mureta (Boa Viagem, Niterói - RJ). Retirado do Artigo corrosão Qnesc A estrutura de pontes e viadutos sofrem com a corrosão química. A estrutura interna de aço É afetada pela corrosão eletroquímica. Reações: 3CaO.2SiO2.3H2O + 6HCl 3CaCl2 + 2SiO2 + 6H2O Agente Corrosivo 11 Corrosão não espontânea causadas por correntes de fuga, devido a deficiências de isolamento ou de aterramento fora de especificações técnicas. Figura 5: Corrosão eletrolítica em tubos de aço-carbono provocada por corrente de fuga: (a) em parte de um equipamento; (b) em uma tubulação industrial. (retirado do artigo corrosão Qnesc) Tubulações de Petróleo, Água potável, Cabos telefônicos Enterrados, tanques de postos de gasolina Etc.. 12