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332 UNIDADE 5 | ELETROQUÍMICA Proteção contra a corrosão A ferrugem pode ser evitada utilizando-se revestimentos de proteção, como tintas, graxas, óleos, esmaltes ou alguns metais mais resistentes à corrosão. Podem ser usados também metais que, apesar de serem mais reativos que o ferro, quan- do se oxidam, formam um óxido que adere ao ferro, revestindo-o e protegendo-o. Revestimento do ferro com zinco Uma maneira muito comum de proteger um metal da corrosão — normalmente ferro ou aço — é a aplicação de uma fina camada de outro metal para revestimento. O pro- cesso de revestimento feito com zinco sobre o ferro ou o aço é conhecido por galvanização. O revestimento de zinco impede o contato direto do ferro com o ar e a água. Se o objeto galvanizado sofre algum “risco”, o ferro fica exposto ao ar e se oxida: Fe Fe21 1 2 e2 No entanto, imediatamente, o zinco do revestimento tam- bém se oxida, fazendo com que o íon Fe21 se reduza a Fe: Zn Zn 2 e Fe 2 e Fe Zn Fe Zn Fe 2 2 2 2 → → → 1 1 1 1 1 2 1 2 1 1 Em contato com o ar e a água, o Zn21 origina o hidróxido de zinco, Zn(OH) 2 , que se deposita sobre o ferro anteriormente exposto, impedindo que a corrosão do ferro prossiga. O entendimento dessas reações pode ser feito pela análise dos potenciais de redução do ferro e do zinco representados pelas semirreações a seguir: Fe 2 e Fe E 0,44 V Zn 2 e Zn E 0,76 V 2 red 0 2 red 0 → → 1 52 1 52 1 2 1 2 Podemos perceber que o zinco apresenta menor potencial de redução (20,76 V); portanto, sua oxidação é mais fácil de ocorrer, ou seja, ele perde elétrons com mais facilidade que o ferro. Revestimento do ferro com estanho Esse tipo de revestimento é usado para a fabricação da folha de flandres ou lata. A finalidade do revestimento com estanho é, simplesmente, proteger o ferro, impedindo-o de ficar exposto ao ar e à água. Se a lata é riscada ou amassada, e parte do revestimento de estanho se perde, o ferro exposto ao ar se oxida, sofren- do corrosão rapidamente. Observando os potenciais Ered 0 , temos: Fe 2 e Fe E 0,44 V Sn 2 e Sn E 0,14 V 2 red 0 2 red 0 → → 1 52 1 52 1 2 1 2 Note que o potencial de redução do Fe21 é menor que o do Sn21. Assim, o po- tencial de oxidação do ferro é maior que o do estanho, ou seja, o ferro perde elétrons mais facilmente, o que acarreta sua corrosão. As latas de ferro de vários alimentos são revestidas internamente com estanho. Por que não deve- mos comprar latas de conservas amassadas? Vladimir Mulder/Shutterstock Tanque no qual ocorre o processo de galvanização. S ti ll Im a g e s /G e tt y I m a g e s 2CONECTEQuim_MERC18Sa_U5_Cap18_p330a340.indd 332 8/2/18 12:07 PM 333CAPÍTULO 18 | CORROSÃO E PROTEÇÃO DE METAIS Para proteger o ferro ou o aço da corrosão, podemos utilizar outro metal que apresenta uma tendência maior de perder elétrons (maior potencial de oxidação). Esse metal se oxida e evita a corrosão do ferro, sendo, por isso, chamado de metal de sacrifício. S é rg io F u rl a n i/ A rq u iv o d a e d it o ra magnésio e2 Um metal normalmente utilizado com essa finalidade é o magnésio. E 2,36 V E 0,44 V oxi Mg 0 oxi Fe 0 ( ) ( ) 51 . 51 De acordo com a equação: Mg (s) Mg21 1 2 e2 podemos perceber que o magnésio, quando se oxida, perde elétrons para o ferro, que permanece protegido. As placas de magnésio devem, portanto, ser substituí- das por novas, esporadicamente. Essa substituição é uma medida prática e econômica para proteger, por exemplo, uma tubulação de oleoduto, pois é bem mais barato colocar uma nova placa de magnésio do que substituir todo o oleoduto. Além do magnésio, existem outros metais que podem ser utilizados como metais de sacrifício. A condição para que isso ocorra é que seu potencial de oxidação seja maior que o potencial de oxidação do metal a ser protegido. tubo de ferro (cátodo) 30 cm magnésio (ânodo) Jo ã o A n s e lm o /A rq u iv o d a e d it o ra (FMTM-MG) Considerando a ampla utilização dos metais no mundo moderno, a corrosão do metal ferro é um problema de grande importância nos países industrializados. Estudos realizados sobre o assunto mostram que o contato com certos metais pode retardar, im- pedir ou acelerar a formação de ferrugem. Considere a ilustração a seguir e os potenciais- -padrão de redução. Potenciais-padrão de redução E0 (T 5 298,18 K) Mg21 (aq) 1 2 e2 → Mg (s) 22,37 V Zn21 (aq) 1 2 e2 → Zn (s) 20,76 V Fe21 (aq) 1 2 e2 → Fe (s) 20,44 V Cu21 (aq) 1 2 e2 → Cu (s) 10,34 V 1 2 O 2 (g) 1 H 2 O (,) 1 2 e2 → → 2 OH2 (aq) 10,41 V Ocorrerá corrosão do prego: a) somente nos tubos 1 e 2. b) somente no tubo 2. c) somente nos tubos 1 e 3. d) nos tubos 1, 2 e 3. e) somente no tubo 1. Exercício resolvido Proteção com eletrodo ou com metal de sacrifício Tanques de aço contendo combustível apresentam placas de magnésio que os protegem. Isso também acontece em navios e oleodutos, por exemplo. fita de Zn fita de Mg fita de Cu ferro 1 Zn 1 água 1 O 2 ferro 1 Mg 1 água 1 O 2 ferro 1 Cu 1 água 1 O 2 R e p ro d u ç ã o /A rq u iv o d a e d it o ra 1 2 3 2CONECTEQuim_MERC18Sa_U5_Cap18_p330a340.indd 333 8/2/18 12:07 PM 334 UNIDADE 5 | ELETROQUÍMICA fita de Zn ferro 1 Zn 1 água 1 O 2 1 E Fe E Zn 0,44 0,76 V Não ocorre corrosão do ferro. red 0 2 red 0 2 . 2 .2 1 1 Solução A corrosão do prego de ferro ocorre quando o potencial de oxidação do ferro é maior que o do metal pre- sente na fita ou, ainda, quando o potencial de redução do ferro é menor que o do metal presente na fita. Analisando as três situações: 1. A ferrugem pode ser representada pela fórmula Fe 2 O 3 ? 3 H 2 O. Quais substâncias devem reagir com o ferro para que ocorra a formação da ferrugem? 2. A palha de aço na imagem abaixo está enferrujada? Por quê? Fundamentando seus conhecimentos 1 2 1 2 1 2 1 1 1 2 1 2 2 2 1 2 � ⇀�� ↽ ��� � ⇀�� ↽ ��� � ⇀�� ↽ ��� � ⇀�� ↽ ��� Mg 2 e Mg 2,36 V Zn 2 e Zn 0,76 V Fe 2 e Fe 0,44 V Cu 2 e Cu 0,34 V 2 2 2 2 5. (PUC-RS) Em temperatura ambiente, colocou-se uma porção de palha de aço, previamente lavada com ácido acético para remoção de óxidos, no fundo de uma proveta. Imediatamente, colocou-se a pro- veta emborcada em um copo com água. Observou- -se, após cerca de 30 minutos, que a água aumentou de volume dentro da proveta, conforme ilustração. 3. Considere uma palha de aço seca e outra ume- decida com água. Qual delas irá enferrujar mais rapidamente? Por quê? 4. A ilustração abaixo mostra blocos de um metal acoplados ao casco de ferro de um navio: blocos de metal casco de ferro Esses blocos de metal se oxidam, evitando a cor- rosão das chapas de ferro do casco do navio. Utilizando os potenciais apresentados a seguir, indique qual(is) metal(is) pode(m) ser utilizado(s) para essa finalidade. A hipótese mais provável para explicar o ocorrido é que a) parte do ar dissolveu-se na água, fazendo com que a água ocupasse o lugar do ar dissolvido. b) o ar contraiu-se pela ação da pressão externa. c) 79% da quantidade de ar reagiu com a palha de aço. d) parte da água vaporizou-se, pois o sistema está à temperatura ambiente. e) o oxigênio presente no ar reagiu com o ferro da palha de aço, formando óxido de ferro. X ferro 1 Cu 1 água 1 O 2 fita de Cu 2 E Fe E Cu 0,44 0,34 V Ocorre corrosão do ferro. red 0 2 red 0 2 , 2 , 1 1 1 ferro 1 Mg 1 água 1 O 2 fita de Mg 3 E Fe E Mg 0,44 2,37 V Não ocorre corrosão do ferro. red 0 2 red 0 2 . 2 .2 1 1 R e p ro d u ç ã o /A rq u iv o d a e d it o ra is a re s ch e e w in /S h u tt e rs to ck R e p ro d u ç ã o /P U C -R S , 2 0 1 4 . B a n c o d e i m a g e n s / A rq u iv o d a e d it o ra Resposta: Alternativa b. 2CONECTEQuim_MERC18Sa_U5_Cap18_p330a340.indd 334 8/2/18 12:07 PM