reaccoes_oxido-reducao

8/8/2019 Reaccoes_oxido-reducao

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Qumica Geral Licenciatura em Engenharia CivilFaculdade de Engenharias e Cincias Naturais -1 Ano -1 Semestre -Ano lectivo 2008/2009

Tpico 8

Reaces de Oxidao-Reduo


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Sumrio do Tpico 7

1. Definio de reaco redox, semi-reaco de oxidao e de reduo,agentes oxidante e redutor. Potencial padro correspondente a uma semi-reaco (elctrodo); ctodo e nodo;clulas electroqumicas: clulasgalvnicas e electrolticas.

2. Corroso dos metais, pilha de corrosoe seus componentes fundamentais;Combate corroso por mtodosqumicos e electroqumicos; protecocatdica, inibidores e outras tcnicas


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Reaces de oxidao-reduoUm grupo muito extenso de reaces qumicas envolve a transferncia de electres de umaespcie (espcie redutora) para outra (espcie oxidante).

Reaces como as que acontecem nas pilhas e baterias, a combusto de hidrocarbonetos, acorroso dos metais, a electrlise, a obteno de metais a partir dos minrios e as reaces dometabolismo dos alimentos, envelhecimento da pele e outros tecidos, fermentao dosacares e lcool, maturao do vinho, so alguns exemplos de reaces de oxidao-reduo,ou redox.

Qualquer reaco que envolva uma substncia elementar, nos produtos ou reagentes, umareaco redox.

Exemplo

Corroso do ferro pelo oxignio para originar xido de ferro (II) uma reaco redox.

O ferro cede 2 electres, a espcie redutora ouagente redutor

O oxignio que recebe os 2 de electres a espcie oxidante ouagente oxidante

O ferro foi oxidado (pelo oxidante) e o oxignio foi reduzido (pelo redutor)


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Como que se pode saber se uma reaco uma reaco redox?

Verificando se h alterao dos nmeros de oxidao dos elementos presentes nas espciesenvolvidas na reaco

H, pelo menos,

um elemento quev o seu nmero de oxidao aumentar(perde 1 ou mais electres): est naespcie oxidada, oagente redutor!

um elemento quev o seu nmero de oxidao diminuir(ganha 1 ou mais electres): est naespcie reduzida, oagente oxidante!

Exemplo2 Fe(s) + O2(g) 2 FeO(s) uma reaco redox

n.o.: 0 0 +2 -2

Fe o agente redutor (foi oxidado, o n.o. do elemento Fe aumentou de 0 para +2)O2 o agente oxidante (foi reduzido, o n.o. Do elemento O diminui de 0 para -2)

H2SO4(aq)+ NaHO(aq) Na2SO4(aq)+ H2O(l) no uma reaco redox!n.o.: +1 +6 -2 +1 +1 -2 +1 +6 -2 +1 -2

Nenhum dos elementos viu ou seu n.o. modificar-se. Trata-se de uma tpica reaco cido-base


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Nmeros de oxidao mais comuns de alguns elementos

O nmero de oxidao de qualquer elemento numa substncia elementar zero (0). O nmero deoxidao de um elemento num io elementar igual carga do io.

Exemplos

o nmero de oxidao o O em O3 0! O nmero de oxidao do Pb em Pb2+ +2!

Elemento Nmero de oxidaoHidrognio, H +1, -1 (nos hidretos)Oxignio, O -2, -1 (nos perxidos)Metais alcalinos (1 grupo da TPE) +1Metais alcalino-terrosos (2 grupo da TPE) +2

Halognios (17 grupo da TPE) -1Carbono +4, -4Alumnio +3Zinco +2Cobre +2, +1Ferro +2, +3


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Semi-reaces de oxidao e reduoAs reaces redox tm uma particularidade.

Podem ser separadas, at fisicamente, nas suas duas semi-reaces:

Semi-reaco de oxidaoaquela na qual a espcie redutora perde 1 ou mais electres

Semi-reaco de reduoaquela na qual a espcie oxidante aceita 1 ou mais electres

Exemplo

Reaco redox global: 2 Fe(s) + O2(g) 2 FeO(s)

Semi-reaco de oxidao: Fe(s) Fe2+ + 2 e-Semi-reaco de reduo: O2 + 2 e- O2-

Repare-se na posio dos electres: antes da seta na reduo e depois da seta na oxidao!


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Ctodos e nodosContrariamente ao que acontece com outros tipos de reaco,que requerem contacto entre reagentes para que a reaco se d,as semi-reaces das reaces redox podem ser separadas fisicamente.

O local onde se d a oxidao chama-se nodo

O local onde acontece a reduo chama-se ctodo

Exemplo

Quando se liga electricamente um varo de ferro com outro de cobree se mergulha o conjunto em gua salgada, ocorre oxidao (corroso)do ferro, mas o cobre no atacado.

ExplicaoO conjunto varo de ferro/varo de cobre/gua salgada e ligao elctrica constitui uma pilhade corroso em o varo de ferro o nodo, onde acontece a oxidao do ferro:

Fe(s) Fe2+(aq) + 2 e-

O varo do cobre funciona como ctodo, onde acontece a reaco de reduo do oxignio:

O2(g)+ 2 e- O2-(aq)O varo de cobre permanece intacto porque o Cu no participa de qualquer reaco! Repare-seque processo global

2 Fe(s) + O2(g) 2 FeO(s)


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Clula Electroqumica, Elctrodos ou pares redox

De facto, qualquer reaco redox pode servir para montar uma clula electroqumicaconstituda por

- um nodo (onde se libertam electres)

- um ctodo (onde se consomem electres)

- condutor electrnico (superfcie metlica ou de material semi-condutor que que permite otransporte de electres do nodo para o ctodo)

- condutor electroltico (meio aquoso que permite transporte de ies do ctodo para o nodo edo nodo para o ctodo)

Exemplo No exemplo anterior, no nodo estabelece-se o equilbrio

Fe(s) Fe2+(aq) + 2 e-

entre as formas reduzida (Fe) e oxidada (Fe2+) do ferro. Fe e Fe2+ formam um par redox ouelctrodo.

No ctodo estabelece-se o equilbrioO2(g)+ 2 e- O2-(aq)

entre as formas oxidada (O2) e reduzida O2- do oxignio. O2 e O2- constituem outro par redoxou elctrodo.

PtFe

Fe 2+ O2-

O2

e-

Fe2+

O2-


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Metais activos e metais activos

No exemplo anterior, porque que a reaco andica (de oxidao) a dissoluo do ferro eno a do cobre?

- porque o cobre um metal mais nobre que o ferro! Isto , o equilbrio

Fe(s) Fe2+

(aq) + 2 e-

mais extenso (mais deslocado para o lado do catio dissolvido em gua) que o equilbrio

Cu(s) Cu2+(aq)+ + 2 e-

Ou seja, o cobre ummetal mais inerte (tem mais inrcia) para dissoluo em gua por estavia. O ferro um maisactivoque o cobre!

A inrcia ou actividade de um metal para a dissoluo electroltica em gua pode ser antecipada se se conhecer as constantes de equilbrio de reaces como as mostradas acima ou,mais comodamente, atravs do potencial elctrico do par Mn+/M em relao a um dadoelctrodo (par redox) de referncia.


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Potencial padro de elctrodoPara fins essencialmente tericos, o elctrodo escolhido como referncia o par redox H+/H2,correspondente reaco: 2 H+(aq)+ 2 e- H2(g)Em condies padro, i.e., quando a [H+] = 1,0 mol/dm3, pH2 = 1,013105 Pa, a qualquer temperatura, este elctrodo designa-se por Elctrodo Normal de Hidrognio (ENH) e o seu potencial elctrico , por conveno, igual a zero Volts:

E0(H+/H2) = 0,0 V

O potenciais padro de outros elctrodos, i.e., para semi-reaces de reduo envolvendovrios pares redox esto tabelados, em vrios livros de texto e dados, a 298,15 K e em relaoao ENH. a diferena de potencial que se mede numa clula electroqumica que tem o ENHcomo nodo e o outro par como ctodo.

ExemplosPotenciais padro de alguns elctrodos (pares redox)relativos ao ENH, a 298,15 K,E0(Fe2+/Fe) = -0,44 VE0(Cu2+/Cu) = +0,34 VE0(O2/O2-) = 1,25 V

Quanto maior for E0, maior ser a constante de equilbrio da respectiva reaco de reduo.

pois fcil perceber porque que o ferro oxidado num meio aquoso arejado e o cobre no!

d d OxK

nF

RT E R e

0R e/ ln!

Pt FeFe 2+H+

H2

ENH Fe2+/Fe

-0,44 V


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Potenciais-padro de alguns elctrodos

Par redox Potencial-padro, E0 (V)

Cu2+/Cu +0,34

H+/H2 0,00

Fe3+/Fe -0,04

Pb2+/Pb -0,13

Sn2+/Sn -0,14

Ni2+/Ni -0,25

Fe2+/Fe -0,44

Zn2+/Zn -0,76

Al3+/Al -1,67

Li+/Li -3,05

Par redox Potencial-padro, E0 (V)

F2/F- +2,85

Au+/Au +1,68

MnO4-/Mn2+ +1,67

Au3+/Au +1,42

Pt2+/Pt +1,60

Au3+/Au +1,42

Cl2/Cl- +1,36

CrO42-/Cr 3+ +1,33

Ag+/Ag +0,80

O2/HO- +0,40


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Previso de ocorrncia ou no de uma reaco redox

As tabelas de potencial padro podem ser teis para ajudar a prever se uma dada reaco podeou no ocorrer, pelo nas condies padro.

Para isso, determina-se a diferena de potencial (fora electromotriz) da clulaelectroqumica constituda pelos dois pares redox em questo, i.e.,

( Ecel = E0cat E0anodse

(

Ecel > 0 reaco possvel (espontnea)( Ecel < 0 reaco forada (no-espontnea)

ExemploColoca-se uma chapa de zinco numa soluo de cido clordrico a 1,0 mol/dm3 ? Ser que vaiacontecer dissoluo do metal?

ResoluoHiptese: acontece dissoluo do zinco, ou seja acontece areaco andica:Zn(s) Zn

+(aq) + 2 e

-E

0anod= E

0(Zn

2+/Zn) = -0,76 V/ENH

A reaco catdicamais provvel a reduo do io H+, presente em elevada concentrao(soluo de cido forte!):

2 H+(g) + 2 e- H2(g) E0cat = E0(H+/H2) = 0,0 V/ENH

( Ecel = E0cat E0anod= 0,0 V (-0,76 V) = 0,76 V > 0 => reaco possvelHaver dissoluo do Zn com evoluo de H2.


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Previso de ocorrncia ou no de uma reaco redox

Exemplo possvel dissolver fio de cobre em cido clordrico?

ResoluoA reaco andica seria

Cu(s) Cu2+(aq)+ 2 e- E0anod= E0(Cu2+/Cu) = + 0,34 V/ENH

A reaco catdica a reduo do H+ (soluo de cido)2 H+

(g)+ 2 e- H

2(g)E0

cat= E0(H+/H

2) = 0,0 V/ENH

( Ecel = E0cat E0anod= 0,0 V (+0,34 V) = -0,34 V < 0 => reaco forada (no-espontnea!)

ExemploO que acontece se se mergulhar um prego de ao (Fe) numa soluo de sulfato de cobre?

Hiptese:

1. o ferro dissolve-se segundo a reaco:Fe(s) Fe2+(aq) + 2 e- E0anod= E0(Fe2+/Fe) = - 0,44 V/ENH

2. o Cu2+ reduzido a Cu que se deposita sobre o prego, segundo

Cu2+(aq)+ 2 e- Cu(s) E0(Cu2+/Cu) = + 0,34 V

( Ecel = E0cat E0anod= +0,34 V (-0,44 V) = +0,78 V > 0 => hiptese verdadeira


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Poder oxidanteA tabela de potenciais padro permite tambm fazer comparaes entre o poder oxidante ouredutor das espcies oxidadas ou reduzidas dos diferentes pares redox. evidente que quanto mais elevado for o potencial padro do par redox, E0(Ox/Red), maior ser a tendncia para a reaco se dar no sentido da reduo (equilbrio mais deslocado para olado de Red), ou seja, maior ser o poder oxidante da espcie oxidada do par, Ox, e menor sero poder redutor da espcie reduzida, Red.Quanto maior E0(Ox/Red), maior K Red, maior poder oxidante de Ox, menor poder redutor deRed!

Quando se juntam 2 pares redox a tendncia reagirem para originar uma espcie oxidadacom menor poder oxidante e uma espcie reduzida com menor poder redutor.

ExemploCompare-se o poder oxidante das espcies oxidadas e o poder redutor das espcies reduzidasdos pares Cu2+/Cu e Fe2+/Fe e analise-se o exemplo anterior luz desta comparao.

Resoluo

E0(Cu2+/Cu) = +0,34 V/ENH E0(Fe2+/Fe) = -0,44 V/ENH

E0(Cu2+/Cu) > E0(Fe2+/Fe) Cu2+ tem poder oxidante superior ao do Fe2+ e Fe tem poderedutor mais elevado que o de Cu. Por isso natural que o Cu2+ se converta em Cu e Fe emFe2+, ou seja o o ferro dissolve-se e o cobre deposita-se superfcie do ferro que fica cobreada


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Acerto de equaes redoxO acerto de das equaes das reaces redox faz-se tambm com o objectivo de se obedecer s leis deLavoisier e da conservao da carga. Porm, o acerto das equaes de reaces redox frequentemente maiscomplicado, pelo que conveniente seguir as regras seguintes, vlidas para todas as reaces deste tipo:1. Identificar as 2 semi-reaces: a de oxidao e a de reduo e escrever 2 esquemas em separado;

2. Em cada um deles equilibram-se todos os elementos, outros que no o O ou H;

3. Equilibra-se cada um dos esquemas quanto ao O, acrescentando molculas de H2O ao membro que temmenos tomos de O;

5. Equilibra-se cada um dos esquemas quanto ao H, acrescentando ies H+ ao membro que tem menostomos de H;

6. Neste ponto os esquemas devem estar acertados em termos de quantidades qumicas. O balano de cargasfaz-se acrescentando convenientemente electres, e-, a um dos membros da equao;

7. Determina-se o mnimo mltiplo comum (m.m.c.) entre nmero de electres que aparecem nas 2 semi-equaes e multiplica-se cada delas pelo factor adequado para que o nmero de electres nela seja igual ao

m.m.c.;8. Soma-se algebricamente as duas semi-equaes para se obter equao globaleliminando os electres etodas as espcies que aparecem em ambos os membros.

Quando a reaco se d em meio alcalino, no devem aparecer na equao global ies H+ que devem ser substitudos pelo equivalente algbrico H2O HO-. Nesses casos tem que se ter o cuidado de somar (algebricamente) as molculas assim introduzidas as que j existiam e mudar de membro ao grupo HO- parano aparecerem na equao final parcelas negativas.


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Acerto de equaes redoxExemplo

Viu-se que no possvel dissolver fio de cobre em cido clordrico.a) Verifique que possvel, porm dissolve-lo em cido ntrico. b) Acerte a equao que descreve o processo de dissoluo do cobre em cido ntrico.Dado adicional: E0(NO3-/NO) = 0,956 V/ENH)

Resoluoa)

Processo andico (oxidao do cobre)

E0(Cu2+/Cu) = + 0,34 V/ENH

Processo catdico (reduo do NO3-)

E0(NO3-/NO) = + 0,96 V/ENH)

( Ecel

= E0cat

E0anod

= +0,96 V (+0,34 V) = +0,62 V > 0 => reaco espontnea

Nota:Lembre-se o potencial do par H+/H2, E0(H+/H2) = 0,0 V/ENH, no suficiente para obrigar oxidao do cobre. Todavia a presena de NO3-, nas solues de HNO3 possibilita essaoxidao. O mesmo no acontece nas solues de HCl porque os ies Cl- no so oxidantes,mas sim redutores e fracos! E0(Cl2/Cl-) =+1,36 V/ENH (consulte-se a tabela no slide 11).Portanto s haveria tendncia para o processo ocorrer no sentido Cl2 Cl -, mas como o Cl2no est presente , este processo no pode acontecer.


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Acerto de equaes redoxResoluo

b) 1.Identificao dos processosAndico CatdicoCu Cu2+ NO3- NO

2. Balano sem O e H (est feito automaticamente)

3. Balano do O (s preciso no esquema catdico) NO3- NO + H2O

4. Balano do H (s preciso no esquema catdico) NO3- + 2 H+ NO + H2O

5. Balano de cargasCu Cu2+ + 2 e- NO3- + 2 H+ + e- NO + H2O

6. Multiplicao pelo m.m.c. (2; 1) = 2 do n de electresCu Cu2+ + e- 2 NO

3

- + 4 H+ + 2e- 2NO + 2 H2O

7. Soma algbrica eliminado electres (membro-a-membro)Cu + 2 NO3- + 2 H+ Cu2+ + 2 NO + 2 H2O

8. Apresentao da equao (com estados fsicos)Cu(s) + 2 NO3-(aq)+ 2 H+(aq) Cu2+(aq)+ 2 NO(g) + 2 H2O(l)

Ateno: convm sempre verificar se obalano de quantidades e de cargasest correcto!


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Corroso de metaisFala-se de corroso quando ocorre degradao (das propriedades) do material devido a suainteraco (qumica) com o meio envolvente.

A corroso evidencia uma estabilidade termodinmica relativamente baixa do sistema formado pelo material e o meio envolvente em relao aos produtos dessa mesma interaco qumica.

ExemploEm presena de gua e oxignio metais como o ferro formam com aquelas substncias

sistemas termodinamicamente instveis em comparao com o hidrxido de ferro que seformam nas respectivas reaces:

Fe(s) + H2O(l) + O2(s) Fe(HO)2(s)

A corroso dos metais em ambientes contendo espcies oxidantes, como o oxignio, explica-sefacilmente:

Metais cedem facilmente seus electres do ltimo nvel: so bons redutores!

Oxignio, capta facilmente electres: um bom oxidante!

Viu-se que um bom redutor reage facilmente com um bom oxidante para dar redutores eoxidantes mais fracos


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Custos da corrosoA corroso dos metais, e no s, implica enormes custos para as economias nacionais que setraduzem em:- paragens no programadas (fora do perodo de manuteno)- reposio ou reparao do equipamento corrodo- sobredimensionamento- adopo de medidas de preveno e controlo da corroso- no cumprimento de contratos com clientes

- contaminao do produto- contaminao do ambiente- acidentes com perdas de vidas humanas ou mutilao- perda de confiana dos clientes- gasto irracional de recursos (minerais, energticos)

Estima-se que os custos de corroso podem alcanar

> 3 % do PIB(em pases industrializados,com consciencializao anticorrosiva)> de 5-6% do PIB! (em pases com consciencializao anticorrosiva mais baixa)

25 % dos custos poderiam ser poupados aplicando tecnologias anticorrosivas conhecidas!

Corroso de estruturas de beto armado tem peso significativos nos custos de manuteno deste

tipo estruturas


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A corroso espontnea, natural!

excepo dos metais nobres (ouro, platina), os metaisencontram-se na natureza sob aforma de xidos ou sulfuretos. (Exemplo: FeS, pirite).

So transformados atravs de processos

metalrgicos com fornecimento de muitaenergia (altos fornos, electrlise, etc.)Que os conduzem a nveis de energiamuito elevados.

Por isso tendem a cair para nveis de energia mais baixos (princpio da energia mnima).

A forma metlica dos metais rara ou antinatural! O que natural o metal corrodo.ExemploO ferro metlico no natural, natural a ferrugem!

Repare-se no mobilirio da sala da aulas: maioritariamente feito em ao, pelo menos na parteestrutural. Mas o ao est recoberto por tinta ou metal mais resistente corroso.

Ouro nativo


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Tipos de corroso

Os tipos de corroso mais importantes da Engenharia civil podem ser classificados em

Uniforme ou generalizada: apresenta-se com aspecto similar por toda a pea corroda;Forma mais comum de corroso e que

causa maior desperdcio de metal por todo o mundo.Denuncia falta de compatibilidade entre metal e meio

galvnica resulta do contacto elctrico entre peas de metaisCorroso diferentes; o metal menos nobre corri-se, o mais

nobre protegido

intersticial aparece debaixo de revestimentos, juntas, detritos,Localizada produtos da corroso, etc.

picadas a superfcie do metal apresenta-se com orifcios mais profundos do que largos, com aspecto de picadas

SCC do ingls Stress Corrosion Cracking = fissurao sob

condies de corroso e traco


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A Pilha de Corroso

A corroso um fenmeno electroqumico, por isso, pode ser representada por uma clulaelectroqumica, pilha de corroso (clula galvnica). Para haver corroso, tem que existir uma pilha de corroso:

A ausncia de qualquer um dos elementos da pilha impede o funcionamento da mesma. Paraevitar a corroso, basta eliminar, pelo menos, um elemento da pilha!

Fluxo de ies

nodo

Onde ocorre a oxidaoMetal perde electres

Ex: Fe (s) Fe 2+ (aq) + 2 e -

Ct odo

Onde ocorre a reduo

Uma substncia consome electres

Ex: O 2(s) + 2H 2O + 4 e - 4 HO -(aq)

El ec t r lit oT ransporte de ies

Ex.: pelcula de humidade

Superfcie do me t a l

T ransporte de electres

e -


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Reaces electrdicas mais comuns

Reaces andicasOxidao do metal (equao generalizada):

M(s) Mn+(aq) + n e-Exemplos

Fe(s) Fe2+(aq) + 2 e-Al(s) Al3+(aq) + 3 e-

Reaces catdicasSolues de cidos ousolues cidas

Reduo dos ioes H+: 2 H+(aq) + 2 e- H2(g)Reduo do oxignio: O2(g)+ 4 H+(aq) + 4 e- 2 H2O(l)

gua e gua do mar (solues neutrasoualcalinas)

Reduo do oxignio: O2(g)+ 2 H2O(l) + 4 e-

4 HO-(aq)

Reduo de ies metlicos e/ou deposio de metaisM3+(aq) + e- M2+(aq)Mn+(aq) + n e- M(s)

Frequentemente, os ies formados em cada uma das reaces juntam-se para formar um composto

pouco solvel, o produto de corroso visvel.


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Identificao das pilhas de corrosoCorroso uniforme

Formam-se simultaneamente muitas micro-pilhas de espalhadas por toda a superfcie, comctodos e nodos a mudar constantemente de posio. Nos sucessivos nodos, vo ficando produtos de corroso que do o aspecto final uniforme.

Qualquer diferena de concentrao no meio electroltico, na composio do metal ou defeitocristalino superfcie do metal pode ser a causa do aparecimento de ctodos e nodos.

O condutor electrnico a superfcie do metal. Na corroso atmosfrica o condutor inico a pelcula de humidade que se forma superfcie do metal, desde que HR > 80 %.

Solues possveissubstituio do metal (exemplo: ao macio por ao inoxidvel), pintura, proteco catdica, proteco andica, inibidores de corroso

Aos inoxidveis : Aos com mais o 10 13 % de Cr. O Cr forma espontaneamente uma pelcula de xido de crmio, muito fina, aderente e impermevel ao O2 e a gua e que impede acontinuao da corroso, pelcula de passivao.


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Identificao das pilhas de corrosoCorroso galvnica

nodo est localizado no metal menos nobreCtodo localiza-se no metal mais nobre

O ataque acontece mais intensamente na zona de fronteira entreos metais e meios mais condutores ou com agentes oxidantes (arejados)

tanto mais grave quanto maior for o ctodo em relaoao nodo: nodo pequeno tem que fornecer electres a ctodo grande!

Possveis soluesusar metais to prximos quanto possvel nas sries galvnicas (de potenciais de elctrodo)no meio, usar anilhas de material isolante para separar os metais, pintar a zonas de fronteira.

Pr oteco catdica : Fornecimento de electres superfcie do metal a proteger para compensar os que so extrados pelo processo corrosivo.

A corroso galvnica est na base daproteco catdica por nodo sacrificial, em que se usaum 2 metal, menos nobre, que se desgasta (sacrifica) em vez do que se pretende proteger.

Outra forma de proteco catdica:proteco catdica por corrente imposta.Impe-se uma

corrente com auxlio de fonte de corrente contnua e nodos inertes para fornecer os electres.

J untas e camisas isolantes usadasem falanges para evitar a corrosogalvnica


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Identificao das pilhas de corrosoCorroso intersticial

O nodo ocorre debaixo de pedras, camadas de calcrio, desperdcio esquecido, debaixo de juntas de plstico ou borracha, debaixo de anilhas, de rebite e porcas e parafusos que formaminterstcios, i.e., orifcios suficientemente largos para albergar guas, mas suficientemente pequenos para a manter em estagnao. O ctodo toda a superfcie fora do interstcio!

Aos inoxidveis e metais passivveis (cuja resistncia corroso depende da existncia de pelculas de passivao) so muito propensos a este tipo de corroso

Muito intensa porque autocataltica (auto-acelera-se): acidifica (hidrlise do catio) e aumenta aconcentrao de cloretos no interstcio que so condies prejudiciais estabilidade da pelculade passivao de aos inoxidveis, entre outros.

Muito frequentemente em depsitosmal desenhados ou pouco cuidados

Solues possveisLimpeza frequente, tapar interstcios com tinta, evitar situaes de reteno prolongada deguas ou humidade, usar soldadura contnua em vez de parafusos e rebites, usar metais menossusceptveis (Exemplo: usar ao inoxidvel AISI 316, em vez de AISI 304)

O 2 HO -

M M n+ H +

Cl- Soluo com Cl -

depsito -

Metal passivo

InterstcioO2 + 2 H2O + 4 e- 4 HO-

M Mn+ + n e-


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Identificao das pilhas de corrosoCorroso por picadas

uma espcie de corroso intersticial em que os inmeros micro-interstcios que se formam emtoda a superfcie aparecem espontaneamente. A princpio aparecem e desparecem, mas algunsvigam e, depois de um perodo de incubao, os interstcios preenchem toda a superfcie.

Orifcios podem ser estreitos superfcie, mas no interior dometal so profundos e juntam-se.

Fragiliza significativamente o metal e difcil de detectar,a olho nu.

Metais passivveis so os mais susceptveis.

auto-cataltica.

Solues possveisAs mesmas aplicveis corroso interstiial. Nunca usar materiais que se sabe seremsusceptveis a este tipo de corroso num dado meio (exemplo: ao AISI 304 em gua do mar!)

Ordem crescente de resistncia corroso por picadasde alguns materiais metlicos:ao 304 < ao 316 < Hastealloy F, Nionel (Durimet 20) < Hastelloy C (clorimet 3) < Titnio

Picadas no interior de um tubo degua, contendo microorganismo,corroso microbiana


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Identificao das pilhas de corrosoSCC S t r ess Co rr osion C r acking

Fendilhao sob condies cooperantes de foras de traco e agressividade corrosiva do meio.

Exemplo de aco conjunta de efeitos qumico (corroso) e mecnico (fora de traco)

Presente em cabos de tirantes ou cabos de vigas elajes de pr-esforo em estruturas de beto armado.

As fendas aparecem geralmente na direco perpendicular s foras de traco.

As fendas diferem no grau de ramificao: por vezes sovirtualmente no ramificadas, outras vezes apresentammulti-ramificaes, como o delta de um rio.

Perigosa: a fissurao rpida a partir de umcomprimentocrtico da fissura, que tanto menor, quanto maior for a forade traco aplicada.

Solues possveisReduo de tenses residuais por tratamento trmico, retirar

agentes agressivos do meio, usar inibidores e revestimentos


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Corroso em estruturas de beto armadoA corroso em estruturas de beto armado pode assumir qualquer das formas descritasanteriormente. Deve-se corroso das armaduras, em geral em ao macio.

No interior de beto so (recm preparado, no contaminado)ao macio encontra-se passivado (pelcula de passivaoestvel devida elevada alcalinidade do beto, pH = 12,5)

Todavia, o beto poroso e com o tempo pode absorver espcies agressivas:

- dixido de carbono(ambientes urbanos, interior de edifcios, tneis, garagens),- ies cloreto(ambientes marinhos, sal de descongelaoda neve)- ies sulfato(ambientes industriais, ETARs,

chuvas cidas)Todos eles contribuem para a danificao da camada de passivao seja por - acidificao do beto envolvente (dixido de carbono e cido sulfrico das chuvas cidas)- dissoluo dos xidos e hidrxidos que constituem a pelcula de passivao (Cl- e SO42-)

O CO2 contribui ainda para a lixiviao das argamassas devido formao de bicarbonato de

clcio, mais solvel que o hidrxido de clcio origina.


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Corroso til

A corroso pode ser usada de forma benfica:

- Proteco catdica (corroso galvnica)

- Pilhas e baterias (corroso galvnica)

- Limpeza de metais (corroso uniforme)

- Ao CORTEN (corroso uniforme)

- Aos inoxidveis (corroso uniforme)

- Anodizao dos Alumnios (corroso

uniforme)- Soldadura alumino-trmica

- Patine (corroso uniforme)

reaccoes_oxido-reducao

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