protecção dos metais 10 11

CORROSODeteriorao de metais por um processo electroqumico

Exemplos de processos de corroso:Exemplos de processos de corroso:

Formao de ferrugem sobre o ferroFormao de ferrugem sobre o ferro

Escurecimento da prataEscurecimento da prata

Aparecimento de patina, pelcula verde queAparecimento de patina, pelcula verde que se forma sobre o cobre ou o bronze

Esmeralda Pedrosa 2010/2011

CORROSOExemplo mais corrente: formao da ferrugem sobre o ferrop g

Oxidao (nodo): Fe (s) Fe2+ (aq) + 2e-Reduo (ctodo): O2 (g) + 4H+ (aq) + 4e- 2H2O (l)Reduo (ctodo): O2 (g) 4H (aq) 4e 2H2O (l)

Reaco global:2Fe (s) + O2 (g) + 4H+ (aq) 2Fe2+ (aq) + 2H2O (l)e (s) O2 (g) (aq) e (aq) 2O ( )

E0 = E0ctodo- E0nodo= 1,23 V (-0,44 V)= 1,67 V

Os ies Fe2+ so ainda oxidados pelo oxignio

4Fe2+ (aq)+O (g)+(4+2x)H O (l) 2Fe O xH O (s)+8H+(aq)4Fe2+ (aq)+O2 (g)+(4+2x)H2O (l) 2Fe2O3.xH2O (s)+8H+(aq)A ferrugem o xido de ferro (III)


Corroso


Proteco dos metais contra a corroso

Aplicao de tintas ou vernizes

Pinta-se ou plastifica-se a superfcie do metal.

Este processo , no entanto, pouco eficaz, porquel i i d f l d l hqualquer risco, picada ou esfoladela que exponha o

material ao meio envolvente originar a formao deferrugemferrugem.

EEx: Proteco dos cestos da mquina de lavar loia.



Formao de ligas

Reduo da tendncia do ferro para se oxidar atravs da formao de ligasformao de ligas.

E l i id l li dExemplo: o ao inoxidvel uma liga de ferro, crmio e nquel. Forma-se uma camada de xido de crmio(III) que mantm o brilho da liga e impede a corroso de ferro.

Se houver qualquer risco, forma-se logo uma nova pelcula protectora. Por isso um tipo de ao caroPor isso um tipo de ao caro.



Aplicao de uma camada fina de outro metal

Exemplo 1: Cobertura do ferro com estanho, como se faz nas latas de conserva, por ter menor propenso a oxidar-se do que o ferro:

Fe2+ (aq) + 2e- Fe(s) E0 = -0 44 VFe (aq) + 2e Fe(s) E Fe2+/Fe= -0,44 V Sn2+ (aq) + 2e- Sn (s) E0 Sn2+/Sn= -0,14 V

Mas, se o estanho for riscado forma-se ferrugemse o estanho for riscado, forma-se ferrugem.


No caso de frutos em lata, os cidos (cido ctrico e cido mlico) f l i t h (II) lt l d Eoformam complexos com o io estanho (II) o que altera os valores de Eo, passando a oxidar-se mais facilmente.

A presena de protenas com enxofre, na sua constituio, pode formar sulfureto de estanho que, no sendo txico nas doses em causa, d t d t negro e d mau aspecto ao produto em conserva.Nestes casos, utiliza-se um revestimento com uma laca orgnica(ex. lata de pssego em calda).( g )


Proteco dos metais contra a corrosoProteco dos metais contra a corrosoAplicao de uma camada fina de outro metal

Exemplo 2: O Nquel tambm pode ser usado para proteger o ferro:proteger o ferro:

Fe2+ (aq) + 2e- Fe(s) E0 Fe2+/Fe= -0,44 V

Ni2+ (aq) + 2e- Ni (s) E0 Ni2+/Ni = -0,14 V

o que acontece nos parafusos niquelados o que acontece nos parafusos niquelados.


P t tdi


Proteco catdica

Processo pelo qual o metal para ser protegido da corrosoProcesso pelo qual o metal, para ser protegido da corroso, torna-se o ctodo de uma pilha electroqumica.

Processo altamente eficaz ao:

i di i i d impedir o incio da corroso;

conseguir parar a corroso j iniciada.

E i t dExistem duas:A- proteco catdica galvnicaB- Proteco catdica com corrente exteriorB- Proteco catdica com corrente exterior


A- proteco catdica galvnica

Utiliza um metal com baixo potencial de reduo que formauma clula galvnica com o metal a proteger geralmente

p g

uma clula galvnica com o metal a proteger, geralmenteferro.Ligando o ferro a um nodo de sacrifcio de Zn ou Mg a corroso Ligando o ferro a um nodo de sacrifcio de Zn ou Mg a corroso

diminuda. O ferro funciona como elctrodo inerte, onde se d a reaco

de reduo:de reduo:

E0 Mg2+/Mg = -2,37 V E0 Fe2+/Fe = -0,44 V E0 O2/H2O = +1,23 V


A- proteco catdica galvnica

Aplicaes: oleodutos, navios, termoacumuladores.nodos sacrificiais mais comuns: AI, Mg e Znnodos sacrificiais mais comuns: AI, Mg e Zn


B- Proteco catdica com corrente exterior

Recorre a uma Corrente exterior aplica-se uma corrente elctrica contnua cujo terminal negativo ligado ao metal a proteger

j t i l iti li d l t d i t O l t lite cujo terminal positivo ligado a um elctrodo inerte. O electrlito pode ser a gua ou o solo.

E t t d i d d t t tliEste mtodo apropriado para grandes estruturas metlicas como por exemplo pipelines (usados em oleodutos ou gasodutos), tanques de armazenamento de combustvel subterrneos ou pontes.


Vrios objectos arqueolgicos tem sido encontrados graas ao efeito de proteco catdica. g p

P l i d C b d dPor exemplo incrustaes de Cobre em espadas de Ferro ( o ferro protege o cobre).

Tambm se encontram objectos de Prata intactos em contacto com objectos de Cobre bastante oxidados j(aqui o cobre protegeu a prata).



Proteco de superfcie:Proteco da superfcie com uma fina camada de umProteco da superfcie com uma fina camada de um

xido ou de outro metal. Pode ocorrer por:

1- Galvanoplastia2- Anodizao

1- GalvanoplastiaEquipamento de electrodeposio

2- Anodizao


1- Galvanoplastia

A galvanoplastia um processo que usa a correnteelctrica para reduzir caties metlicos existentes numaelctrica para reduzir caties metlicos existentes numasoluo e cobrir um objecto.

Exemplo: o ferro coberto com uma camada fina de zinco(ferro galvanizado) ou de crmio (ferro cromado).Tanto oZn como o Cr so metais com maior tendncia a o idaremZn como o Cr so metais com maior tendncia a oxidarem-se que o Fe.

Forma-se, em ambos os casos, uma pelcula de xido(ZnO e Cr2O3, respectivamente) que adere fortemente aometal, protegendo-o. O mesmo acontece com o alumnio., p gA este fenmeno chama-se passivao do metal.

Mesmo que uma fissura exponha o ferro ao ar hmido o zinco ou oMesmo que uma fissura exponha o ferro ao ar hmido, o zinco ou o crmio que se oxida.


1- Galvanoplastia (cont)

A pelcula metlica protectora obtida por electrodeposio

processo oposto ao das clulas galvnicas.

ctodo nodoBarra de metal M

Existe consumo do nodo, repondo os ies metlicos na soluo.

necessrio que o metal a proteger, tenha um potencial de q p g , preduo inferior ao usado para produzir a cobertura.


2- Anodizao

Na proteco andica ou anodizao o metal intencionalmente p

oxidado, em condies controladas, que torna mais espessa a

camada de xido aderente superfcie do metal.camada de xido aderente superfcie do metal.

Aumenta a resistncia corroso. No pode ser usada em ferro ou ao devido no aderncia dos No pode ser usada em ferro ou ao devido no aderncia dos

xidos superfcie do metal.

Exemplo mais comum: o alumnio anodizado. Outros exemplos: zinco, magnsio e nibio.


Anodizao do alumnioCtodo

Elctrodo inerte

Usa o processo de electrlise.A pea de alumnio a ser anodizada colocada no nodo de uma cuba electroltica contendo uma soluo aquosa de H2SO4 .

A gua ionizada 2H2O (l) 2H+ (aq) + 2OH- (aq)

Reaes no nodo 4OH- 2H2O + O2 + 4e-Reaes no nodo 4OH 2H2O + O2 + 4e3O2 + 4Al 2Al2O3 (xido de alumnio)

A adio de corantes permite obter peas com acabamento de corA adio de corantes permite obter peas com acabamento de cor (alumnio lacado).


O Mal-Estar Causado pelas Obturaes DentriasQumica em aco

O Mal-Estar Causado pelas Obturaes Dentrias

Corroso de uma obturao dentriacausada pelo contacto com coroa de ourocausada pelo contacto com coroa de ouro

At recentemente o material ece e e e o a e amais usado para chumbar osdentes era a amlgamadentria constituda pordentria constituda porcompostos de mercrio,prata e estanho Ag2Hg,Ag Sn e Sn Hg que tmAg2Sn e Sn3Hg que tmpotenciais normais dereduo de +0,85v, -0,05V e0 13V ti t-0,13V, respectivamente.


Choques elctricos nos dentes chumbadosChoques elctricos nos dentes chumbados

Quando algum com um dente chumbado introduz um utenslioQuando algum com um dente chumbado introduz um utenslio metlico na boca que lhe toque (por exemplo, um garfo cromado (Ecr 3+/cr) = - 0,74V ), vai sentir um desconforto momentneo devido descarga elctrica que se faz sentir no nervo dentriodevido descarga elctrica que se faz sentir no nervo dentrio devido formao da pilha galvnica.


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