Lab 03 - Corrosão_MM

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ROTEIRO DE AULA PRÁTICA 
Licenciatura e Bacharelado em Química 
Físico-Química: Laboratório 
ELABORADO POR: Dr. Ricardo Andrade e Dra Érica de Liandra 
Salvador 
DATA: 23/08/2021 
ÚLTIMA REVISÃO FEITA POR: não se aplica 
DATA: não se aplica REVISÃO: 00 
 
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Profa. Dra Érica de Liandra Salvador DATA DA PRÁTICA: 31/08/2021 
TURMA: Bach. (3DA e 4DA) e Lic. (4DA) LOCAL: Campus Mooca – MCA 107 – Laboratório de Química 
NOME: RA: 
 
CORROSÃO ELETROQUÍMICA E MÉTODOS DE PROTEÇÃO 
 
OBJETIVO GERAL DA PRÁTICA HABILIDADES E COMPETÊNCIAS TRABALHADAS NESSA PRÁTICA 
Estudar algumas reações de 
oxirredução. Conhecer fatores que 
facilitam a corrosão. Compreender o 
mecanismo de proteção catódica. 
 
▪ Capacidade de investigação e resolução de problemas; 
▪ Relacionar e distinguir diferentes grandezas físicas; 
▪ Utilizar instrumentos de medição e de cálculo; 
▪ Cooperação e trabalho em equipe; 
▪ Boas práticas de laboratório; 
▪ Relacionamento interpessoal; 
▪ Articular o conhecimento científico e tecnológico numa perspectiva 
interdisciplinar; 
▪ Conhecer e utilizar algarismos significativos, medidas e tratamento de dados; 
▪ Conhecer e utilizar cálculos na determinação de erros experimentais; 
▪ Conhecer a comunicação técnico-científica escrita. 
 
CONTEÚDO 
▪ Corrosão 
▪ Oxirredução 
▪ Proteção catódica. 
 
PRÉ AULA 
Antes da aula experimental é imprescindível que você se prepare para o experimento. Para isso, segue o que deverá 
fazer antes da aula ter início. 
1. A leitura e estudo da Introdução Teórica deve ser realizada previamente; 
2. Anote todas as dúvidas relacionadas à Introdução Teórica, e discuta com os integrantes do seu grupo. Essas 
discussões podem sanar dúvidas, gerar ideias e com certeza, gerar novas dúvidas (anote-as também); 
3. Tente resolver, juntamente com seu grupo os problemas solicitados no decorrer da Introdução Teórica; 
4. Verifique nos materiais, equipamentos e reagentes se existe algo que seja da responsabilidade do grupo levar para 
a aula, se for o caso, não esqueça de providenciar e levar. 
 
INTRODUÇÃO TEÓRICA 
 
Corrosão eletroquímica 
 
A corrosão pode ser definida como o processo no qual o meio atua sobre determinado material e causa sua 
deterioração. Existem vários tipos de corrosão e a mais comum na natureza e em nosso cotidiano é a corrosão 
eletroquímica. 
Esse é um processo espontâneo em que ocorrem reações de oxirredução em um metal. Tais reações envolvem 
transferência de elétrons, em que uma espécie química oxida (perde elétrons) e simultaneamente outra espécie 
química se reduz (ganha elétrons). A corrosão eletroquímica envolve também a presença de água. 
Um exemplo é a formação da ferrugem, que é o óxido de ferro III mono-hidratado (Fe2O3 ∙ H2O), um composto que 
possui coloração castanho-avermelhada. A ferrugem se forma quando o ferro se oxida na presença de ar e água, 
segundo uma série de reações, descritas e equacionadas a seguir. 
 
• Oxidação do ferro metálico a cátion ferro: 
𝐹𝑒0 → 𝐹𝑒2+ + 2 𝑒− 
 
• Redução da água: 
2 𝐻2𝑂 + 2 𝑒
− → 𝐻2 + 2 𝑂𝐻
− 
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• Formação do hidróxido de ferro II - 𝐹𝑒(𝑂𝐻)2, que na presença de oxigênio é oxidado a hidróxido de ferro III - 
𝐹𝑒(𝑂𝐻)3. Posteriormente, ele perde água e se transforma no óxido de ferro III mono-hidratado - 𝐹𝑒2𝑂3 ∙ 𝐻2𝑂, 
chamado popularmente de ferrugem: 
 
𝐹𝑒2+ + 2 𝑂𝐻− → 𝐹𝑒(𝑂𝐻)2 
2 𝐹𝑒(𝑂𝐻)2 + 𝐻2𝑂 + 
1
2⁄ 𝑂2 → 2 𝐹𝑒(𝑂𝐻)3 
2 𝐹𝑒(𝑂𝐻)3 → 𝐹𝑒2𝑂3 ∙ 𝐻2𝑂 + 2 𝐻2𝑂 
 
 
Metal de sacrifício 
 
Como a formação da ferrugem inicia-se em virtude da oxidação do ferro em contato com o ar úmido, uma das técnicas 
de proteção do ferro consiste em reverter essa oxidação. Para tal, um metal de sacrifício é colocado em contato com 
o objeto feito de ferro ou de aço. Esse metal deve possuir um potencial de oxidação maior que o do ferro para, assim, 
oxidar-se no lugar dele (daí o nome “eletrodo de sacrifício”), fornecendo elétrons para quaisquer íons Fe2+ que se 
formarem, voltando a ser ferro metálico. 
Vejamos o que acontece quando o magnésio é usado como “metal de sacrifício”. O magnésio possui potencial de 
oxidação maior que o do ferro, conforme mostram as semirreações de oxidação abaixo: 
 
𝐹𝑒0 → 𝐹𝑒2+ + 2 𝑒− 𝐸0 = +0,44 𝑉 
𝑀𝑔0 → 𝑀𝑔2+ + 2 𝑒− 𝐸0 = +2,37 𝑉 
 
Por causa disso, a tendência do magnésio de se oxidar é maior que a do ferro. Então, para proteger o ferro, o magnésio 
é “acoplado” a ele, formando uma pilha entre os dois metais. Nessa pilha o ferro é o cátodo e o magnésio o ânodo, 
portanto o magnésio reduz os íons Fe2+ a ferro metálico, mantendo-o, assim, livre da corrosão. 
Pare esse fim, também podem ser usados outros metais, desde que tenham o potencial de oxidação maior que o do 
ferro, como o zinco (E0 = + 0,76 V). 
Anotações 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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ORIENTAÇÕES GERAIS 
1. A aula é um momento propício para sanar as suas dúvidas remanescentes, então verifique se essas dúvidas estão 
sendo tiradas no decorrer da aula prática. Caso contrário, aproveite a aula para perguntar e sanar suas dúvidas. 
2. Anote tudo o que fizer no laboratório, muitas vezes até o que não consideramos importante no momento, pode 
se tornar no futuro. Lembre-se de que é sempre melhor sobrar anotações do que faltar. 
3. O laboratório não é um local de diversão, embora o que fazemos nele possa ser divertido. O que quero dizer é que 
não brinquem com os equipamentos, materiais ou reagentes, zelem pelo cuidado com espaço do laboratório, tudo 
e todos os que estão nele, segurança é sempre prioridade. 
4. A organização e limpeza do laboratório durante e após a aula é de responsabilidade do aluno, não do técnico, ele 
é o seu espaço de trabalho, mantenha-o limpo e organizado, e o entregue tal qual o recebeu ao final da aula. 
5. Sempre verifiquem se todo o material, equipamento e reagente/insumo necessários estão disponíveis para a 
execução do experimento. Caso não esteja, comunique o(a) professor(a). 
6. Não é permitido o consumo de comida ou bebida dentro do laboratório, se estiver com sede, saia do laboratório 
para beber água e retorne em seguida. 
7. O uso do celular não apenas é permitido, como ele será uma ferramenta nas aulas de laboratório. Utilize-o para 
fazer pesquisas, capturar imagens e fazer vídeos. Só tenha cuidado com ele, e não vale ficar a aula toda 
desperdiçando tempo precioso, em feeds de rede social ou batendo papo, deixe para fazer isso em um outro 
momento, combinado! 
8. Sempre tenha cuidado no laboratório, zelando pele sua segurança e de todos os que estão no laboratório. 
9. Use com responsabilidade todo o material, equipamento ou reagente fornecido pela Instituição ou trazido pelos 
alunos e/ou professores. 
 
MATERIAIS, EQUIPAMENTOS E REAGENTES/INSUMOS 
Os alunos deverão formar grupos com o máximo de 2 integrantes cada. 
As Tabelas 4 e 5 indicam a quantidade de material, equipamento regente/insumo que cada grupo irá utilizar 
para executar o experimento, fornecidos pela instituição e as Tabelas 6 e 7 os que deverão ser providenciados pelos 
alunos. 
 
Tabela 4 . Descrição e quantidade, por grupo, de materiais e equipamentos para realização do experimento fornecidos pela 
instituição. 
 
Qtd 
Descrição dos equipamentos e 
materiais 
15 tubos de ensaio comuns 
2 Tubos de ensaio com tampa de 
borracha para fechamentoà vácuo 
1 Estante para tubos de ensaio 
(suficiente para 17 tubos) 
1 Béquer 250 mL 
2 Placas de Petri 
1 Bico de Bunsen 
1 Tripé para o bico de Bunsen 
1 Tela de amianto 
1 Bastão de vidro 
1 Espátula 
2 Pipetas de Pasteur (ou conta gotas) 
1 Pinça para Béquer (ou luva térmica) 
 
Qtd Descrição dos reagentes/insumos 
200 mL Água destilada ou desmineralizada 
20 mL Água da torneira 
21 pregos novos e limpos 
150 cm Barbante 
15 mL Óleo de cozinha 
0,5 g Sal de cozinha 
10 mL Sabonete líquido ou mistura de sabonete com água 
2 Fios de estanho 
1 Fio de zinco 
1 Fita de magnésio 
2 Fios de cobre 
1 Lixa fina para metal 
1 g Ágar-ágar 
5 gts Cloreto de ferro III 0,1 mol/L 
3 gts Fenolftaleína 0,1 % 
Qtd = Quantidade | gts = gotas 
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Tabela 5. Descrição e quantidade, de uso coletivo, de materiais e equipamentos para realização do experimento fornecidos 
pela instituição. 
 
Qtd Descrição dos equipamentos e materiais 
1 Balança analítica 
 
 
 
Qtd Descrição dos reagentes/insumos 
- Papel toalha 
1 Agulha 21G (verde) 
1 Seringa de 10 ou 20 mL 
- Palitos de fósforo ou isqueiro 
Qtd = Quantidade 
 
Tabela 6. Descrição e quantidade de materiais, equipamentos e reagentes/insumos para realização do experimento de 
responsabilidade do aluno (por grupo). 
Quantidade Descrição 
1 Tesoura 
1 Caneta marca vidro (ou fita crepe e caneta comum) 
 
 
Tabela 7. EPIs obrigatórios para a realização do experimento e que são de responsabilidade do aluno (individual). 
Descrição 
Jaleco (obrigatório: manga longa, comprimento até os joelhos, tamanho adequado | Desejável: de algodão ou que tenha 
algodão na composição, com punhos). 
 
Máscara (recomendações da OMS para o combate à COVID) 
Luvas de látex ou de nitrila 
Óculos de segurança 
 
 
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 
 
1. Parte 1 – Condições de corrosão 
1.1. Será feita a montagem do sistema da Figura 1, 
conforme as instruções a seguir. 
1.2. Enumere os tubos de ensaio sem tampa, de 1 a 8. 
1.3. Enumere os tubos de ensaio com tampa, de 9 e 10. 
1.4. Separe 10 pregos e lixe um lado. 
1.5. Certifique-se de que os pregos estão completamente 
limpos e secos. 
1.6. Pese cada prego, e certifique-se de saber qual é a massa de cada um. 
1.7. Corte o barbante em 8 pedaços de cerca de 20 cm e prenda-os a cada um dos pregos. 
1.8. Coloque cada prego em um tubo de ensaio de 1 à 8, deixando o barbante para fora de modo que seja 
possível puxar os pregos com os barbantes para tirá-los dos tubos. 
1.9. Coloque os dois últimos pregos um em cada tubo que tem tampa. 
1.10. Registre o aspecto dos pregos (sugiro fotografar). 
 
Figura 1 – Pregos sob diferentes condições 
 
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1.11. Coloque água da torneira no tubo 1, óleo no tubo 2, mistura de água e sal no tubo 3, o sabonete 
líquido no tubo 4 e água destilada no tubo 5. Todos esses líquidos devem cobrir os pregos. O tubo 6 
deve ficar vazio, por enquanto. 
1.12. Coloque óleo no tubo 6 e mistura de água e sal no tubo 7. Esses líquidos devem cobrir apenas metade 
dos pregos. Tomo cuidado no manuseio, para que a parte do prego que não está submersa, não seja 
coberto pela solução. 
1.13. Os tubos 8 e 10 devem conter apenas os pregos, sem solução alguma. 
1.14. Coloque água e sal no tubo 9. O líquido deve cobrir apenas metade do prego. Tomo cuidado no 
manuseio, para que a parte do prego que não está submersa, não seja coberto pela solução 
1.15. Tampe os tubos 8 e 9 e retire o ar para a formação de vácuo interno. 
1.16. Registre o aspecto dos pregos e das soluções (sugiro fotografar). 
1.17. Meça a massa de cada sistema completo. 
1.18. Deixe de 7 a 14 dias em repouso. Depois de passado esse tempo, observe novamente o aspecto dos 
líquidos, soluções e dos pregos. 
 
Anotações 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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2. Parte 2 – Metais de sacrifício 
2.1. Será feita a montagem do sistema da Figura 2, 
conforme as instruções a seguir. 
2.2. Enumere os tubos de ensaio de 11 a 14. 
2.3. Separe 4 pregos e certifique-se de que eles estão 
completamente limpos e secos. 
2.4. Enrole um metal em cada prego: o primeiro com fio de zinco, o segundo com fita de magnésio, o 
terceiro com fio de cobre e o quarto com fio de estanho. 
2.5. Coloque água destilada nos 4 tubos até cobrir os pregos. 
2.6. Registre o aspecto dos metais dos sistemas (sugiro fotografar). 
2.7. Deixe de 7 a 14 dias em repouso. Depois de passado esse tempo, observe o aspecto dos pregos. 
 
Anotações 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 2 – Pregos com metais enrolados 
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3. Parte 3 – Reações que envolvem pares metálicos 
3.1. Prepare 100 mL de solução de ágar-ágar da seguinte maneira: aqueça a ebulição 100 ml de água 
destilada. Retire o bico de Bunsen e acrescente com agitação 1 g de ágar-ágar em pó. Continue 
aquecendo e agitando até que o ágar tenha se dispersado completamente em água. 
3.2. Adicione à solução de ágar-ágar 5 gotas de FeCl3 0,1 M e 3 gotas de fenolftaleína 0,1 %. Misture bem. 
3.3. Lixe 4 pregos até ficarem sem vestígios de ferrugem. Coloque um dos pregos em um lado de uma placa 
de Petri e o prego em ângulo reto ao lado dele, tomando o cuidado de que ambos não se toquem. 
3.4. Enrole um pedaço de fio de cobre lixado em volta do terceiro prego. Repita o mesmo para um outro 
prego enrolando neste um fio de estanho. A seguir coloque os 2 pregos lado a lado numa segunda placa 
de Petri, tomando o cuidado para que não se toquem. 
3.5. Registre o aspecto dos metais (sugiro fotografar). 
3.6. Com a solução de ágar-ágar ainda fluída derrame-a sobre as placas de Petri de como que os pregos 
fiquem totalmente cobertos. 
3.7. Registre o aspecto dos metais dos sistemas (sugiro fotografar). 
3.8. Guarde as placas e verifique o que ocorreu após 7 a 14 dias. 
 
Anotações 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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DADOS, ANOTAÇÕES E MEMORIAL DE CÁLCULOS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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QUESTIONAMENTOS 
 
1. Parte 1 – Condições de corrosão 
1.1. Em algum dos tubos o prego não sofreu nenhuma oxidação? Se sim, qual e por quê? 
1.2. Coloque os tubos em ordem do meio mais agressivo para o meio menos agressivo para o prego. 
Explique por que a ordem foi essa. 
1.3. Apresente as equações químicas das reações ocorridas no experimento, indicando em qual tubo cada 
uma ocorreu. 
1.4. Ocorreu variação nas massas dos pregos? Explique. 
 
 
2. Parte 2 – Metais de sacrifício 
2.1. Em qual(is) tubos o prego sofreu oxidação? Esse resultado está de acordo com o esperado 
teoricamente? Por quê? 
2.2. Com base no princípio do “eletrodo de sacrifício”, explique por que em alguns tubos o prego (feito de 
ferro) não sofreu oxidação. 
2.3. Cite 1 exemplo de equipamentos ou estruturas feitos de aço em queé utilizado um “eletrodo de 
sacrifício” para proteção. Especifique o metal usado neste caso. 
 
 
 
3. Parte 3 – Reações que envolvem pares metálicos 
3.1. Faça um resumo das observações efetuadas. 
3.2. Identifique as regiões anódicas e catódicas. 
3.3. Dê as semirreações de oxidação e redução e sugira uma explicação para as observações.