Corrosão Metálica e Mecanismos

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DISCIPLINA: QUÍMICA INORGÂNICA APLICADA À ENG. AMBIENTAL
PROFª Tatiany Fortini
QUÍMICA
INORGÂNICA
UNIVESIDADE ESTÁCIO DE SÁ
ENGENHARIA AMBIENTAL
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1
Tatiany de A. F. Britto
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AULA 05
UNIVESIDADE ESTÁCIO DE SÁ
ENGENHARIA AMBIENTAL
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CORROSÃO
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CORROSÃO METCORROSÃO METÁÁLICALICA
É a deterioração e a perda de material devido 
a AÇÃO QUÍMICA ou ELETROQUÍMICA do 
meio ambiente, aliado ou não a esforços 
mecânicos.
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A deterioração leva:
�ao desgaste
�à variações químicas na composição
�à modificações estruturais
Modificam as propriedades dos materiais
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O Engenheiro deve:
� Saber como evitar condições de corrosão severa
� Proteger adequadamente os materiais contra a corrosão
CORROSÃO METCORROSÃO METÁÁLICALICA
Em geral a corrosão é um processo espontâneo!
Mecanismos de corrosão?
1º deve-se observar a forma pela qual a corrosão ocorreu
♦ Mecanismo Químico
♦ Mecanismo Eletroquímico
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Uniforme
A corrosão ocorre em toda a 
extensão da superfície
FORMAS DE CORROSÃOFORMAS DE CORROSÃO
Por placas
Forma placas com escavações
Alveolar
Produz sulcos de escavações semelhantes à alvéolos 
(tem fundo arredondado e são rasos) 
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Puntiforme
Ocorre a formação de pontos profundos 
(pites)
Intergranular
Ocorre entre grãos
Intragranular
A corrosão ocorre nos grãos
FORMAS DE CORROSÃOFORMAS DE CORROSÃO
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Filiforme
A corrosão ocorre na forma 
de finos filamentos
Por esfoliação
A corrosão ocorre em diferentes 
camadas
FORMAS DE CORROSÃOFORMAS DE CORROSÃO
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Todos esses meios podem ter características ácidas, básicas 
ou neutra e podem ser aerados ou não!
� Atmosfera (poeira, poluição, umidade, gases CO, CO2, SO2, H2S, NO2)
� Água (bactérias dispersas: corrosão microbiológica; chuva ácida)
� Solo (acidez, porosidade)
� Produtos químicos
MEIOS CORROSIVOSMEIOS CORROSIVOS
�������� Um determinado meio pode ser extremamente Um determinado meio pode ser extremamente 
““agressivoagressivo””, sob o ponto de vista da corrosão, , sob o ponto de vista da corrosão, 
para um determinado material e inofensivo para para um determinado material e inofensivo para 
outro!outro!
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Muitas vezes os produtos da corrosão são requisitos importantes na 
escolha do material para determinada aplicação.
PRODUTOS DA CORROSÃOPRODUTOS DA CORROSÃO
Onde os produtos da corrosão são importantes?Onde os produtos da corrosão são importantes?
� Materiais usados para embalagens na indústria alimentícia - não tóxico, 
não pode alterar o sabor dos alimentos;
� Locais com risco de explosão – corrosão pode liberar gases tóxicos e 
inflamáveis;
� Materiais para implantes de ossos humanos, implante dentário, 
marcapassos, etc.
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Há reação direta com o meio corrosivo, sendo os casos mais 
comuns a reação com o oxigênio (OXIDAÇÃO SECA), a 
dissolução e a formação de ligas e compostos.
MECANISMOS DE CORROSÃOMECANISMOS DE CORROSÃO
1. QUÍMICO
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A dissolução geralmente envolve solventes!
DISSOLUÇÃO
Moléculas e íons pequenos se dissolvem mais facilmente.
Sais são bastante solúveis
A solubilidade mais fácil quando o soluto e o solvente tem estruturas 
semelhantes.
Materiais e solventes orgânicos (plástico + acetona)
Dois solutos pode produzir mais solubilidade que um só.
CaCO3 é insolúvel em água, mas é solúvel em água + CO2 formando H2CO3
A velocidade de dissolução aumenta com a temperatura.
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É a oxidação ao ar seco, por não haver eletrólito (solução 
aquosa para permitir o movimento dos íons)
OXIDAÇÃO SECA
METAL + OXIGÊNIO ���� ÓXIDO DO METAL
Geralmente, o óxido do metal forma uma camada passivadora, fina e 
aderente, que constitui uma barreira para que a oxidação continue 
(barreira para a entrada de O2).
A oxidação só se processa por difusão do O
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METAIS QUE FORMAM CAMADA PASSIVADORA COM 
PROTEÇÃO EFICIENTE
• Al
• Cr
• Fe (↑T)
• Pb
• Aço inox
• Ti
Fe + ½ O2 � FeO T= 1000°C
3Fe + 2O2 � Fe3O4 T= 600°C
2Fe + 3/2 O2 � Fe2O3 T= 400°C
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METAIS QUE FORMAM CAMADA PASSIVADORA COM 
PROTEÇÃO INEFICIENTE
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A taxa de aumento de espessura da película óxido e a tendência da película de 
proteger o metal estão relacionados aos pesos e densidades de óxido e de metal. A 
razão entre esses volumes é conhecida como Razão de Pilling-Bedworth
(RAZÃO P-B)
Taxa de oxidação
Razão P-B < 1 – (metal pouco denso e óxido de baixo peso) Película tende a 
ser porosa e não protetora, pois é insuficiente para cobrir 
toda a superfície metálica
Razão P-B > 2-3 –(metal muito denso e óxido de elevado peso) Revestimento 
de óxido pode trincar e quebrar, o que expõe a superfície 
do metal fresca e não protegida
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2. ELETROQUÍMICO
Reações que envolvem transferência de elétrons � OXIRREDUOXIRREDUÇÇÃOÃO
Solução permite o movimento dos íons.
Elétrons se deslocam 
de uma área da 
superfície metálica 
para outra, por 
diferença de potencial 
que se estabelece 
entre as regiões.
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TIPOS DE PILHAS OU CÉLULAS 
ELETROQUÍMICAS
� Pilha de corrosão formada por materiais de natureza química diferente.
� Pilha de corrosão formada pelo mesmo material, mas de eletrólitos de 
concentração diferentes.
� Pilha de corrosão formada pelo mesmo material e mesmo eletrólito, 
porém com teores de gases dissolvidos diferentes.
� Pilha de corrosão de temperaturas diferentes.
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PILHA DE CORROSÃO FORMADA POR MATERIAIS DE 
NATUREZA QUÍMICA DIFERENTE
Também conhecida como corrosão galvânica
A diferença de potencial devido ao contato de dois materiais de natureza 
química diferente em presença de um eletrólito.
Ex: Uma peça de Cu e outra de Fe em contato com a água salgada. O Ferro 
tem maior tendência de se oxidar que o Cu, então o Fe sofrerá corrosão 
intensa. 
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SÉRIE GALVÂNICA
Quanto mais separados na série galvânica, 
maior a ação eletroquímica quando 
estiverem juntos
MECANISMOS DE CORROSÃOMECANISMOS DE CORROSÃO
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CORROSÃO DO Fe POR AERAÇÃO DIFERENCIADA Fe + Ar úmido (O + água)
MECANISMOS DE CORROSÃOMECANISMOS DE CORROSÃO
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• PINTURAS OU VERNIZES
• RECOBRIMENTO DO METAL COM 
OUTRO METAL MAIS RESISTENTE À
CORROSÃO.
• GALVANIZAÇÃO: Recobrimento com 
um metal mais eletropositivo (menos 
resistente à corrosão)
• PROTEÇÃO ELETROLÍTICA OU 
PROTEÇÃO CATÓDICA. 
MEIOS DE PROTEMEIOS DE PROTEÇÇÃO CONTRA CORROSÃOÃO CONTRA CORROSÃO
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• Separa o metal do meio: Primer em aço
PINTURAS OU VERNIZES
MEIOS DE PROTEMEIOS DE PROTEÇÇÃO CONTRA CORROSÃOÃO CONTRA CORROSÃO
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• Separa o metal do meio: Zarcão - Subproduto do chumbo, de 
cor alaranjada. Utilizado como antiferrugem.
MEIOS DE PROTEMEIOS DE PROTEÇÇÃO CONTRA CORROSÃOÃO CONTRA CORROSÃO
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• Separa o metal do meio.
• Cromagem, Niquelagem, folhas de flandres, revestimento 
de arames com Cobre, etc.
• Dependendo do revestimento e do material revestido, pode 
haver formação de uma pilha de corrosão, acelerando assim 
o processo de corrosão.
RECOBRIMENTO COM OUTRO METAL
MEIOS DE PROTEMEIOS DE PROTEÇÇÃO CONTRA CORROSÃOÃO CONTRA CORROSÃO
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FOLHAS DE FLANDRES: folhas finas de aço revestidas com 
estanho, usadas na fabricação de latas para a indústria 
alimentícia. O estanho atua como ânodo somente até
haver rompimento da camada protetora em algum 
ponto. Após, atua como cátodo, fazendo então 
que o aço atue como anodo, corroendo-se.
MEIOS DE PROTEMEIOS DE PROTEÇÇÃO CONTRA CORROSÃOÃO CONTRA CORROSÃO
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Recobrimento com metal mais eletropositivo 
(menos resistente à corrosão)
• Separa o metal do meio
• Ex: Recobrimento do aço com Zn
• Eletropositividade: Zn>Fe
• Enquanto houver Zn, o aço ou Fe estará protegido
PROTEÇÃO GALVÂNICA
Potenciais de oxidação:
ε° oxi Zn = + 0,763 V
ε° oxi Fe = + 0,440 V
MEIOS DE PROTEMEIOS DE PROTEÇÇÃO CONTRA CORROSÃOÃO CONTRA CORROSÃO
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• Liga Al-Zn - Resistência do aço + durabilidade do Al, 
refletividade (conforto térmico)
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• Proteção galvânica zincada ou bi-cromatizados
MEIOS DE PROTEMEIOS DE PROTEÇÇÃO CONTRA CORROSÃOÃO CONTRA CORROSÃO
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• Usa o processo de formação de pares metálicos, onde um 
dos metais é para sacrifício, o que é muito comum em 
tubulações de ferro ou aço enterradas, navios e tanques.
• Consiste em unir intimamente o metal a ser protegido com o 
metal protetor, o qual deve ser mais eletropositivo (MAIOR 
POTÊNCIAL DE OXIDAÇÃO NO MEIO) que o primeiro, ou 
seja, deve apresentar maior tendência de sofrer corrosão
PROTEÇÃO ELETROLÍTICA/CATÓDICA
Os anodos de sacrifício mais comuns para ferro e aço são 
Zn, Al e Mg
MEIOS DE PROTEMEIOS DE PROTEÇÇÃO CONTRA CORROSÃOÃO CONTRA CORROSÃO
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Formação de pares metálicos
Placas de Mg enterradas 
ao longo de oleoduto
Placas de Zn em casco de 
navio
Barreamento de Mg em 
tanque industrial de 
água quente
Todos os anodos de sacrifício podem ser 
facilmente substituídos
MEIOS DE PROTEMEIOS DE PROTEÇÇÃO CONTRA CORROSÃOÃO CONTRA CORROSÃO
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Um sistema de proteção à corrosão não elimina a corrosão, mas 
transfere a corrosão da superfície agora protegida, 
concentrando-a em outro local.
MEIOS DE PROTEMEIOS DE PROTEÇÇÃO CONTRA CORROSÃOÃO CONTRA CORROSÃO
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No caso da proteção eletrolítica, 
esse outro local pode ser o solo 
(anodo instalado), o qual, 
ao final de sua vida útil,
é facilmente reposto.
MEIOS DE PROTEMEIOS DE PROTEÇÇÃO CONTRA CORROSÃOÃO CONTRA CORROSÃO
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Formação de pares metálicos
MEIOS DE PROTEMEIOS DE PROTEÇÇÃO CONTRA CORROSÃOÃO CONTRA CORROSÃO
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MEIOS DE PROTEMEIOS DE PROTEÇÇÃO CONTRA CORROSÃOÃO CONTRA CORROSÃO