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CENTRO UNIVERSITÁRIO UNIVATES CURSO TÉCNICO EM QUÍMICA CORROSÃO – AULA PRÁTICA SCHNEIDER,Ariel¹ KROTH,John² KNOPP,Leandro³ Lajeado, março de 2017. CORROSÃO – AULA PRÁTICA 1. INTRODUÇÃO Corrosão é o processo de destruição total, parcial, superficial ou estrutural de determinado material causado pela ação do meio. É classificada em três tipos, a corrosão eletroquímica (entre metais que ocorre geralmente em presença de água). Corrosão química (ataque de algum agente químico diretamente sobre determinado material, que pode ou não ser um metal). E por fim, a corrosão eletrolítica (processo eletroquímico que ocorre com a aplicação externa de uma corrente elétrica. Esse processo não é espontâneo, ao contrário dos outros tipos de corrosão mencionados anteriormente). Um exemplo de corrosão é a formação da ferrugem, que é o óxido de ferro (III) monohidratado (Fe2O3 ¬ H2O), um composto que possui coloração castanho avermelhada. A ferrugem se forma quando o ferro se oxida na presença de ar e água. Ocorre a oxidação do ferro metálico a cátion ferro: Fe(s) → Fe2+ + 2e Simultaneamente, há a seguinte redução da água: 2H2O + 2e– → H2 + 2OH– Ocorre a formação do hidróxido ferroso (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), isto é, a ferrugem: Fe2+ + 2OH– → Fe(OH)2 2Fe(OH)2 + H2O + 1/2O2 → 2 Fe(OH)3 2Fe(OH)3 → Fe2O3 . H2O + 2H2O Este trabalho tem o objetivo de mostrar um processo de identificação visual de reações de oxirredução, fazendo um estudo comparativo da corrosão do ferro por diversas substâncias. ¹Estudante do curso Técnico em Química no Centro Universitário Univates, Lajeado/RS. E-mail: ariel_luis96@hotmail.com ²Estudante do curso Técnico em Química no Centro Universitário Univates, Lajeado/RS. E-mail: john_maciell@hotmail.com ³Estudante do curso Técnico em Química no Centro Universitário Univates, Lajeado/RS. E-mail: leandroknopp@hotmail.com 2. METODOLOGIA DE TRABALHO Experimento I Corrosão úmida do Ferro – Pregos em tubos de ensaio. Os materiais utilizados para realizar o experimento estão descritos a seguir: 9 pregos; Barbante; Algodão; Tesoura; Proveta de 250 mL; Béquer de 250 mL; Palha de aço; 9 tubos de ensaio; Estante para tubos de ensaio;Caneta esferográfica. Já os reagentes utilizados, água de torneira; Água destilada; Óleo de cozinha; Mistura de água e sal; Sabonete líquido ou mistura de sabonete com água; Solução de Ácido Sulfúrico 0,1N; Solução de NaOH 0,1N. Foram realizados dois procedimentos, o primeiro foi Corrosão por via úmida: 1. Numere os tubos de ensaio de 1 a 9; 2. Coloque água da torneira no tubo 1, óleo no tubo 2, a mistura de água e sal no tubo 3, o sabonete líquido no tubo 4, água destilada no tubo 5, solução de H2SO4 0,1N no tubo 6 e solução de NaOH 0,1N no tubo 7. O tubo 8 e o tubo 9 deverão ficar vazios. Todos os líquidos devem atingir cerca de ¼ do volume de cada tubo de ensaio. 3. Corte o barbante em 9 pedaços de cerca de 20 cm e prenda-os a cada um dos pregos; 4. Mergulhe cada prego em um líquido nos tubos de ensaio, deixando o barbante para fora de modo que seja possível puxar os pregos com os barbantes para tirá- los dos tubos; 5. Anote o aspecto dos pregos, dos líquidos e das soluções inicialmente; 6. Deixe sete dias em repouso. Depois de passado esse tempo, observe novamente o aspecto dos líquidos e soluções e dos pregos. Experimento II Corrosão do Ferro na atmosfera - Palha de aço na proveta 1. Colocamos um pedaço de palha de aço no fundo de uma proveta para gás (ou tubo com cerca de 40 cm) e enchemos de água, fazendo com que a mesma penetrasse na malha da palha de aço. 2. Emborcamos essa proveta em um béquer que continha água e deixamos que o ar penetrasse cerca de 10cm, ver Figura 1. 3. Marcamos o nível da água na proveta e datamos. 4. Após uma semana observe o nível de água novamente 3. RESULTADOS E DISCUSSÕES Corrosão úmida do Ferro Para o compreensão do primeiro experimento segue a ilustração, onde mostra o que foi realizado com os pregos: A ordem decrescente do meio mais agressivo para o meio menos agressivo para o prego foi 5, 1, 3, 6, 4, 2, 8, 9 e 7. Isso se deve ao fato do oxigênio e a água serem os principais agentes corrosivos do ferro. Um dos fatores que também influencia bastante a corrosão é a variação de pH. Esta influência não é igual para todos os metais. No caso particular do ferro, a rapidez da corrosão aumenta tanto para valores muito altos, como para valores muito baixos. Este não é praticamente corroído no intervalo de 4 a 12. Um dos factores que podem também influenciar a corrosão dos metais é a temperatura, uma vez que o seu aumento faz aumentar também o nível de oxidação do metal. Temos o exemplo do Titanic, que após tantos anos não apresenta o nível de corrosão esperado pelos cientistas. Uma possível explicação, além da protecção anódica e catódica, será o efeito da temperatura. A seguir a equação que representa a fórmula da corrosão do prego (parafuso): Corrosão do Ferro na atmosfera 21/03 (dia inicial dos procedimentos) - o nível da água era de (6,00 0,05)cm, 28/03 (após uma semana) - percebemos que houve uma variação do nível da coluna de água, sendo que ela subiu (1,00 0,05)cm. A palha de aço enferrujou-se, comprovando a ocorrência de uma oxidação. O processo pode ser representado pelas equações abaixo: 2Fe(s) 2Fe 2+ (aq) + 4e - O2(g)+ 2H2O(l) + 4e - 4OH- (aq) 2Fe(s) + O2(g) + 2H2O(l) 2Fe 2+ (aq) + 4OH - (aq) 2Fe 2+ (aq) + 4OH - (aq) 2Fe(OH)2(aq) [Equação 1] Como ainda tem-se um teor elevado de O2(g) acontecerá outras reações: Fe(s) Fe 2+ (aq) + 2e - 1/2O2(g)+ H2O(l) + 2e - 2OH- (aq) Fe(s) + 1/2O2(g) + H2O(l) Fe 2+ (aq) + 2OH - (aq) 2Fe(OH)2(aq) + H2O(l) + 1/2O2(g) 2Fe(OH)3(aq) [Equação 2] Como o composto Fe(OH)3(aq) não é estável, acontece a precipitação: 2Fe(OH)3(aq) Fe2O3 . H2O(s) + 2 H2O(l) [Equação 3] O composto Fe2O3 . H2O(s) é alaranjado, por isso verifica-se que a palha de aço que esta em contato com o oxigênio contido no tubo, tornasse dessa cor. Em relação à elevação da coluna de água, o fato fica claro após analisar as reações mostradas acima. Com o consumo do oxigênio, a pressão interna do tubo fica menor do que a pressão externa, isso faz com que a pressão atmosférica force a água a entrar pelo tubo e assim seu nível aumenta. Isso acontece à medida que acorrem variações das pressões externa e interna. REFERÊNCIAS DANTAS, M. , RAMALHO; M.,Caderno de Actividades Laboratoriais - Jogo de Partículas, Texto Editores, 2005; DANTAS, M. , RAMALHO; M., Jogo de Partículas, Texto Editores, 2005; Ficha informativa dada pela Professora. GENTIL, Vicente; “Corrosão”; Ed LTC – Universidade Federaldo Rio de Janeiro, RJ; 3ª Edição; Capítulo 1, páginas 1 a 8; https://www.google.com.br/search?q=ph+naoh&espv=2&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ve d=0ahUKEwj95YvXj5vTAhXBk5AKHR3JBc0Q_AUIBigB&biw=1600&bih=721#tbm=isch &q=formula+qu%C3%ADmica+da+ferrugem+do+prego&imgrc=Y1qi8BM7mUFK0M:
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