CORROSÃO IV PROTEÇÃO CATÓDICA. Enviar

Prévia do material em texto

CORROSÃO IV – PROTEÇÃO CATÓDICA
ANDREZA DE SOUZA GOMES1, ANTÔNIA THAÍS LOBO DE OLIVEIRA1, JULIA LUANE MATIAS DE SOUZA1, LUANA DA SLVA FERREIRA1, RAUMENIA VIEIRA DA COSTA1, WISLA MILENA MORAIS DE OLIVEIRA1.
1 Universidade Federal Rural do Semi Árido, Laboratório de Química Aplicada à Engenharia
E-mail para contato: andreza.sg.2@hotmail.com* thaysoliv@hotmail.com* julialuane@hotmail.com* luanda.luana@hotmail.com* raumenia@gmail.com* wisla2011@hotmail.com*
RESUMO: A proteção catódica trata-se de um sistema de defesa contra a corrosão externa inibindo o processo de corrosão em áreas onde haja falhas ou insuficiência no revestimento anticorrosivo. Nesse experimento observou-se como funciona a proteção catódica galvânica, que ocorre utilizando um metal de sacrifício e também a proteção catódica por corrente impressa, que é aquele que utiliza uma força eletromotriz, ou seja, que é ligada a uma corrente elétrica, sendo esses observados por meio de diferentes soluções de NaCl, solução alcoólica de fenolftaleína, solução ferricianeto de potássio, e metais como: ferro, cobre, zinco.
Palavras chave:  proteção catódica, proteção galvânica, corrosão, força eletromotriz.
	
	 
LABORATÓRIO DE QUÍMICA APLICADA
1. INTRODUÇÃO 
Proteção catódica é um processo de controle contra a corrosão de metais. O princípio básico é tornar o elemento metálico a ser protegido um aqueduto, por exemplo em um cátodo de uma célula de corrosão, o que pressupõe a presença de um ânodo. Assim, o processo natural de perda de elétrons da estrutura para o meio, fenômeno que causa a corrosão, é compensado pela ligação da estrutura metálica a um ânodo de sacrifício, em geral, um eletrodo de cobre/sulfato. O direcionamento da corrente elétrica preserva a estrutura metálica, ocorrendo corrosão controlada no ânodo.
 Com a utilização da proteção catódica consegue-se manter as instalações metálicas completamente livres da corrosão por tempo indeterminado, mesmo que não seja aplicado sobre suas superfícies nenhum tipo de revestimento e que as condições agressivas do meio (solo, água ou outro eletrólito) sejam extremamente severas. A grande virtude dessa técnica é permitir o controle seguro da corrosão em instalações que, por estarem enterradas ou imersas, não podem ser inspecionadas ou revestidas periodicamente, como acontece com as estruturas metálicas aéreas.
 É o único processo capaz de eliminar a corrosão eletroquímica e eletrolítica, mesmo em estruturas não revestidas.
2. MATERIAIS E MÉTODOS
2.1. MATERIAIS 
- Bécker de 250 mL
- Tubos de Ensaios
- Pregos de ferro e/ou placas de ferros limpos
- Placas de cobre
- Placas de zinco ou aço galvanizado
- Eletrodos de grafite
- Fios de cobre
- Fonte de corrente contínua
Reagentes:
- Solução de Cloreto de Sódio 5%
- Solução Alcóolica de Fenoftaleína
- Solução de Ferricianeto de Potássio 
2.2. MÉTODOS 
PARTE I. Proteção catódica galvânica (ânodos de sacrifício)
Em sete potes (A, B, C, D, E, F e G) adicionou-se 50 mL de solução de NaCl (5%)
Acrescentou-se aos potes: 
Um prego de ferro
Um prego de ferro ligado a uma placa de cobre
Um prego de ferro ligado a uma placa de zinco
Um prego de ferro envolvido com uma fita de alumínio
Um prego de ferro ligado a placas de cobre e zinco
Um prego de ferro e 1 mL do inibidor A. 
Um prego de ferro e 1 mL do inibidor B.
Após uma semana observou-se o ocorrido e anotou-se.
Tomou-se nota dos tubos onde o ferro foi protegido catodicamente.
PARTE II. Proteção catódica por corrente impressa 1
Em um bécker de 100 mL adicionou-se 50 mL de solução aquosa de NaCl (5%), 10 gostas de solução alcóolica de fenoftaleína e 20 gotas de ferricianeto de potássio.
Foi imerso na solução dois eletrodos, um de ferro (prego) e outro de grafite, ligados respectivamente aos polos negativos e positivo de uma fonte de corrente contínua. 
Observou-se o ocorrido e anotou-se. 
PARTE III. Proteção catódica por corrente impressa 2
Em um bécker de 100 mL adicionou-se 50 mL de solução aquosa de NaCl (5%), 10 gostas de solução alcóolica de fenoftaleína e 20 gotas de ferricianeto de potássio.
Foi imerso na solução dois eletrodos, um de ferro (prego) e outro de cobre, ligados por um fio de cobre.
Após algum tempo foi imerso na solução um eletrodo de grafite, ligado ao polo positivo de um fonte contínua e ligou-se o ferro e o cobre ao polo negativo da mesma fonte. 
3. RESULTADOS E DISCUSSÕES
PARTE I. Proteção catódica galvânica (ânodos de sacrifício)
Prego oxidou e ficou corroído
O zinco corroeu e funcionou como anodo de sacrifício e se depositou no prego
O prego enferrujou, pois doou seus elétrons para solução.
O prego não enferrujou, pois a fita de alumínio o protegeu da corrosão.
Inibiu parcialmente a corrosão do prego, pois o zinco estava se dividindo para proteger o prego e o cobre.
Ocorreu corrosão onde o prego estava em contato com o vidro.
Nada aconteceu no campo visível, pois o inibidor não permitiu que acontecesse a corrosão.
 
PARTE II. Proteção catódica por corrente impressa 1
	Eletrodos
	Polos
	Reação química
	Cores formadas
	Ferro
	Negativo
	2Cl(aq)->Cl2+2e
	Vermelho
	Grafite
	Positivo
	2H2O(aq)->H2(g)+2OH
	Verde
 
O prego sofreu oxidação doando os seu elétrons para a solução e enferrujou, agindo como anodo.
 
PARTE III. Proteção catódica por corrente impressa 2
	Eletrodos
	Polos
	Reação química
	Cores formadas
	Ferro
	Negativo
	2Cl(aq)->Cl2+2e
	Vermelho
	Grafite
	Positivo
	2H2O(aq)->H2(g)+2OH
	Verde
 
Dessa vez o prego não enferrujou, pois a placa de cobre atuou como anodo de sacrifício, doando os seus elétrons pra o prego e se oxidando em seu lugar. No fim da reação podemos observar pedaços de cobre no fundo do Bécker. 
4. CONCLUSÃO
Além de demonstrar que os métodos de proteção catódica, por potencial imposto e por ânodos de sacrifício são eficientes, também foi verificado que as observações experimentais são coerentes com o raciocínio de equilíbrios efetuados e apresentados na discussão. Pôde-se confirmar que o processo de corrosão dos metais são reações redox. 
5. REFERÊNCIAS
ATKINS, P.W. e BERAN, J. A., General Chemistry; Scientific American Books, New York, 1992.
BRITO, M. A. de e PIRES, A. T. N., Química Básica, Teoria e Experimentos, Série Didática, Ed. UFSC, 1997.
MAHAN, B. M. e MYERS, R. J.; Química Um Curso Universitário, Ed. Edgard Blucha, São Paulo, 4ª Edição, 1993.
RUSSELL, J. B. , Química Geral, Volume 1 e 2, Makron Books, São Paulo,1994. 
ANEXO
PÓS-LABORATÓRIO
RESPOSTAS
PARTE I
1. O prego no pote B. Em virtude do NaCl ser um forte meio corrosivo e o potencial padrão de redução do cobre ser maior do que o do ferro o ferro tem maior tendência a oxidar, por isso o prego sofre uma corrosão intensa.
2. O pote D. Macroscopicamente não foi verificado nenhum tipo de corrosão no prego. O prego presente na reação estava envolvido por uma fita de alumínio. O alumínio possui uma alta resistência a corrosão, pois possui uma fina camada de óxido que protege o metal de oxidações, assim o ferro foi protegido da corrosão.
3. 
No Béquer A: Fe → F2+ + 2e-
No Béquer B: O ferro é corroído Fe → F2+ + 2e-
No Béquer C: Zn(s) → Zn2+(aq) + 2e-
No Béquer D: nada acontece 
No Béquer E: Zn(s) → Zn2+(aq) + 2e-
No Béquer F: Não ocorre reação por causa dos inibidores 
No Béquer G: Não ocorre reação por causa dos inibidores
6. Inibidores são substancias ou misturas de substancias que aplicada á um meio corrosivo, elimina ou pelo menos reduz consideravelmente a taxa de corrosão.
 
PARTE II e III
7. Não, porque a eletrolise só pode acontecer com corrente continua, o que não é o caso da corrente da rede elétrica que é alternada.
8. A proteção catódica é uma maneira de eliminar ou reduzir a corrosão do ferro, fazendo com que este torne-se catódico, e não sofra oxidação e consequentemente corrosão. Pode ocorrer por corrente impressa ou por proteção galvânica. Na corrente impressa o anodo é polarizado com valores de potencialacima, ou seja, torna-se mais nobre do que o material presente no catodo. Visto que a diferença de potencial existente entre o anodo e o catodo é definida pela presença de uma fonte de força eletromotriz. Já na proteção galvânica coloca-se um anodo de sacrifício (que tem um potencial a redução menor do que o ferro) que irá oxidar no lugar do ferro.
9. A fonte de corrente transmite uma corrente necessária a proteção da estrutura. A integridade do material considerado depende de um equilíbrio entre a proteção e a corrente. Um excesso na corrente resulta em uma proteção catódica ineficaz. 
10. A função do gravite é inverter o que está acontecendo.
11. Corrosão galvânica, pois existe a presença de dois materiais diferente em um meio eletrólito. Analisando a tabela de potenciais percebe-se que o ferro te maior tendência a oxidar que o cobre visto que; Eºferro = -0,44v e o Eºcobre = 0,34 v. Desse modo o ferro sofrera corrosão. 
Anodo: Fe → F2+ + 2e-
Catodo: Cu2+ + 2e- → Cu