AULA DE REVISÃO UNIDADE 1 2012.2 20.09.2012td

Prévia do material em texto

AULA DE REVISÃO PARA AVALIAÇÃO DA 
PRIMEIRA UNIDADE DE QUÍMICA 
TECNOLÓGICA - 2012.2 
Pilha Galvânica 
Pilha Eletrolítica 
 
Pilhas eletroquímicas: 
Potencial de Célula e Energia Livre 
 
G = -nFE ou Go = -nFEo 
Potenciais Padrão de Redução do 
Eletrodo 
Ered
o = Ered catodo
o – Ered anodo
o 
Calcule o ∆G° (J mol-1) e o potencial (V) da célula abaixo que ocorre 
em meio ácido, considerando que as espécies dissolvidas em meio 
aquoso (espécies iônicas) têm concentração 0,25 mol/L. Dados: 
 
Q
n
EE O log
0592,0

Fe+2 (aq) → Fe(s) E°red = - 0,440 V 
O2 (g) → H2O (l) E°red = +1,230 V 
 
 
 
Exercício: 
1F = 96500 J V-1mol-1 e Go = -nFEo 
CORROSÃO 
FORMAS DE CORROSÃO 
Meios corrosivos - Atmosfera 
• Umidade relativa; 
• Substâncias poluentes; 
• Temperatura; 
• Tempo de permanência do eletrólito na 
superfície; 
• Fatores climáticos (chuvas, ventos e 
insolações); 
 
Meios Corrosivos - águas 
• Águas naturais: água salgada e água doce 
• gases dissolvidos 
• sais dissolvidos 
• sólidos em suspensão 
• pH e temperatura 
• velocidade da água 
 
Meios corrosivos - solo 
 - aeração, umidade e pH 
 - condições climáticas 
 - heterogeneidades do solo 
 - presença de sais, água e gases 
 - resistividade elétrica 
 - correntes de fuga 
MECANISMOS DE CORROSÃO 
• Mecanismo Químico: reações químicas diretas entre 
material metálico, ou não metálico, com o meio 
corrosivo, não havendo geração de corrente elétrica 
• Mecanismo Eletroquímico: reações químicas que 
envolvem transferência de carga ou elétrons através 
de uma interface ou eletrólito 
– Galvânica; 
– Por concentração iônica; 
– Por aeração diferencial; 
– Corrosão Seletiva; e 
– Eletrolítico. 
 
Obs.: Exercício 2 da lista de corrosão 
Velocidade de Corrosão 
(média e instantânea) 
 
Efeito do oxigênio dissolvido:2H2O(l)+O2(g)+4e
- 4OH-(aq) 
 
 
 
 
 
 
 
 
Efeito do pH: na corrosão 
do ferro, em água aerada 
e temperatura ambiente. 
(1)2H2O(l)+O2(g)+4e
- 4OH-(aq) 
(2) 2H+(aq) + 2e- H2(g) 
 
Efeito da temperatura: 
 
 Geralmente, o aumento da temperatura acelera a 
corrosão, pois aumenta a condutividade do eletrólito. 
Efeito de sais dissolvidos: 
 
 Sais podem agir acelerando (aumento condutividade) ou 
retardando (precipitação de produtos de corrosão, 
diminuição solubilidade O2, ação passivadora) a 
velocidade de corrosão. 
2H2O(l)+O2(g)+4e
- 4OH-(aq) 
POLARIZAÇÃO 
 
POLARIZAÇÃO 
 Variação de Ecorr ao circular uma corrente pelo 
eletrodo. 
 Dois metais ligados e mergulhados em um eletrólito 
estabelecem uma diferença de potencial que diminui com 
o tempo (Eanodo se aproxima Ecatodo e vice-versa). 
 Polarização dos eletrodos: polarização catódica e 
polarização anódica. 
 
 
SOBREPOTENCIAL () 
◊Todo metal imerso em solução contendo seus 
próprios íons, possui um potencial (E). 
◊Se uma corrente (I) circular por esse eletrodo, E 
variará, e o novo valor E’ dependerá de I aplicada. 
◊A diferença entre esses dois potenciais é conhecida 
como sobrepotencial, dado por: 
 = E’ - E 
 
Comente as curvas apresentadas na figura abaixo, 
enfatizando a influência da forma de cada uma delas na 
velocidade de corrosão. 
 
(Obs.: Questão 14 da lista de corrosão) 
Passivação 
 A passivação é causada pela deposição de um 
filme de óxido ou hidróxido insolúvel sobre a 
superfície metálica ou por um estado oxidado da 
superfície, que impedem o contato entre o metal e o meio 
corrosivo. 
 
 A passividade de um metal pode ser destruída 
por substâncias redutoras, polarização catódica e íons 
halogenetos (principalmente, Cl-), que penetra na camada 
passivadora ou a dispersa. 
 
 Na pilha ativa-passiva que se forma, a área 
anódica está localizada nos pontos em que houve 
destruição da passividade e, como essas áreas são 
muito pequenas em relação à área catódica, 
haverá corrosão acelerada nesses pontos. 
 
 
DIAGRAMA DE POURBAIX 
DIAGRAMA DE POURBAIX 
 Nos processos corrosivos, as reações dependem: 
 Apenas do potencial; 
 Apenas do pH; 
 Do potencial e do pH. 
 
 
 
 Para representar reações dependentes de ambos, 
utiliza-se um método gráfico que relaciona E-pH e 
prevê condições sob as quais pode-se ter corrosão, 
imunidade ou passividade. 
 O diagrama simplificado mostra de forma sumária o 
comportamento previsto para um metal puro imerso 
em água pura. 
 Extremamente útil no estudo da corrosão e da proteção 
contra corrosão dos metais em meio aquoso. 
 
 
 
+ ne
-
M
n+
M
M + ++H2On M(OH)n nH
+
ne
-
ne
-
MOn
-
H2O+ ++M 2n(OH
-
)
M + n(OH
-
) M(OH)n
MOn
-
nH
+
+ M(OH)n
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
Indique no diagrama de Pourbaix apresentado abaixo, 
as condições de potencial e pH em que o zinco sofre 
corrosão em presença de água. 
(Obs.: Exercício 18 da lista de corrosão) 
Métodos de 
combate 
 à corrosão 
Modificações 
 de processo, 
metal e 
projeto 
Emprego de 
inibidores de 
corrosão 
Proteções 
catódica e 
anódica 
Revestimentos 
protetores 
metálicos e 
não metálicos 
• O controle da corrosão deve ter início na etapa de projeto, de 
forma a garantir uma forma eficiente e econômica de prevenir 
processos corrosivos. 
– Superdimensionar a espessura das diferentes partes dos 
materiais, tendo conhecimento prévio do tipo e intensidade de 
corrosão esperados; 
– Usar soldas bem acabadas e contínuas e aliviadas de tensões; 
– Não formar ângulos fechados e estrangulamentos 
desnecessários nas tubulações, a fim de evitar turbulência e 
ação erosiva do meio, como impingimento e cavitação; 
Modificações de processo, metal e projeto 
 
– Evitar contatos diretos de materiais metálicos de potenciais 
diversos; 
– Evitar cantos vivos onde películas protetoras de tintas possam 
romper-se mais facilmente; 
– Facilitar a completa drenagem dos líquidos, evitando áreas de 
estaganação de água e soluções corrosivas; 
– Usar os metais mais resistentes à corrosão, dentro das 
limitações de emprego e custo; 
– Estabelecer condições de relação de área anódica/área catóidica 
para valores maiores do que um. 
Modificações de processo, metal e projeto 
Modificações de processo, metal e projeto 
Inibidores de Corrosão 
Limpeza e Preparo de Superfícies 
 OBJETIVOS 
Remover impurezas da superfície, que possam 
provocar falhas no revestimento aplicado. 
Promover aderência do revestimento ao substrato. 
 
• Limpeza com solventes: remoção por solubilização. 
• Ação Química: Decapagem ácida e Decapagem 
Alcalina. 
• Ação Mecânica: Lixamento, jateamento com 
abrasivo (irregular) e hidrojateamento 
 
 
Formas de Proteção à Corrosão - 
Revestimentos 
• Revestimentos Metálicos 
– Imersão a quente: galvanização, aluminização, etc. 
– Cladização (chapas) 
– Metalização (Aspersão termica) 
– Eletrodeposição (cuba eletrolítica). 
• Revestimentos não-metálicos: 
– Anodização (óxido de alumínio); 
– Cromatização (cromatos ou ácido crômico); 
– Fosfatização 5x (camada de fosfato: aderência e proteção). 
• Revestimentos orgânicos. 
– Tintas (700x) 
• Proteção Catódica: Proteger catodicamente 
uma estrutura significa eliminar, por processo 
artificial, as áreas anódicas da superfície do 
metal fazendo com que toda a estrutura 
adquira comportamento catódico. 
– Galvânica 
– Por corrente Impressa 
Formas de Proteção à Corrosão – 
Proteção catódica 
Proteção Catódica 
• Proteção catódica galvânica (por anodo de sacrifício) 
– A d.d.p. entre o metal a proteger e o bloco metálico gera fluxo de 
corrente elétrica, de forma que o metal se comporte como 
catodo (proteção) e o bloco metálico como anodo (sacrifício). 
 
Material Volt 
Mg (comercialmente puro) -1,75 
Zn -1,10 
Al -0,80 
Ferro -0,50 
Pb -0,50 
Cobre, bronze, latão -0,20 
– Formação de película protetora por aplicação de 
corrente anódica externa, promovendo a 
passivação do material metálico.– O êxito dependerá do exato controle do 
potencial: potencial elevado pode ocasionar 
dissolução do metal. 
 
Formas de Proteção à Corrosão – 
Proteção anódica 
Proteção Anódica vs. Catódica 
Anódica Catódica 
Aplicada a metais/ligas que se 
passivam (Fe,Ni,Cr,Ti) 
Aplicada a todos os materiais 
metálicos 
Necessita de corrente relativamente 
baixa para manter a passividade 
Necessita de corrente elevada, o 
que inviabiliza seu uso em meio muito 
agressivo 
Limitação importante: uso na presença 
de íons halogenetos (principalmente 
cloreto) que destroem a passivação 
- 
AVISOS 
• REPOSIÇÃO SERÁ REALIZADA 03/12/2012(Seg.) 
SALA 1 AS 16:50h 
• Impedido de participar de qualquer avaliação, por 
motivo de caso fortuito ou força maior 
devidamente comprovado e justificado, o aluno 
tem direito de realizar avaliação de reposição. O 
pedido é via SIGAA, no prazo de 03 (três) dias 
úteis, contado este prazo a partir da data da 
avaliação não realizada. 
• GABARITO 
• Será divulgado no SIGAA – (23/09/12). 
 
 
Instruções para a Prova Unidade 1: 
 
•A identificação do aluno será feita através de um 
documento oficial com foto. 
 
•As provas podem ser respondidas apenas a caneta 
esferográfica azul ou preta. Questões respondidas a lápis 
não serão corrigidas. 
 
•Só serão corrigidas as respostas que estiverem nos 
locais explicitamente definidos. As questões que 
envolvem balanceamento e cálculo só serão corrigidas 
mediante o seu desenvolvimento. 
 
•A prova consta de quatro questões, sendo uma de 
cálculo, duas de verdadeiro e falso (sendo necessário 
justificar as alternativas falsas) e uma subjetiva de 
resposta direta. 
 
•Calculadora apenas as não programáveis e régua. 
 
•Não precisa entregar as listas de exercícios. 
FIM DA AULA 
E BOA SORTE