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RELATÓRIO DE LABORATÓRIO DE QUÍMICA APLICADA À ENGENHARIA Corrosão III – Influência do meio eletrolítico Caraúbas – RN 2018 UFERSA – Universidade Federal Rural do Semi-Árido – Campus Caraúbas Laboratório de Química Aplicada à Engenharia Docente: Ruan Savio da Costa Tertuliano Discentes: Adriel Batista Soares Hermano de Nóbrega Clementino Josemar Gonçalves Martins da Silva José Edson Alves da Silva José Gildemberg Soares Oliveira Sumário 1. Introdução ............................................................................................................................. 3 2. Objetivos ............................................................................................................................... 5 3. Fundamentação teórica ........................................................................................................ 6 4. Materiais e reagentes............................................................................................................ 7 5. Procedimento experimental ................................................................................................. 7 6. Resultados e discursões ...................................................................................................... 10 7. Pós-laboratório .................................................................................................................... 12 8. Conclusão ............................................................................................................................ 14 9. Referências .......................................................................................................................... 15 1. Introdução Os experimentos que sucedem este relatório têm como objetivo mostrar os diferentes efeitos do meio corrosivo. Baseando-se no seu nível ácido ou básico, cada meio eletrolítico irá agir de forma diferente sobre o metal e de acordo com o seus teores de influência na corrosão do metal, poderemos avaliar o efeito de decomposição das ligas metálicas e as mudanças decorrentes. Neste relatório será abordada a corrosão eletrolítica. A corrosão pode ser vista como a decomposição/deterioração de um metal em sua forma sólida, ou, uma liga metálica (forma solida da união de vários metais). A corrosão ocorre de várias formas, dependendo do meio eletrolítico que aquela composição metálica se encontra. A corrosão pode ser química ou eletrolítica. Sabemos que a corrosão é algo que pode ser considerado um grave problema econômico para a sociedade, já que a principal função dela é decompor o metal, assim diminuindo o tempo útil deste. Podemos ver os efeitos da corrosão em equipamentos e peças metálicas diariamente, sempre terá uma corrosão acontecendo a nossa volta. Além dos problemas econômicos, temos que ter bastante cuidado com a corrosão, por mais que ela seja um grave problema ligado aos metais, também está ligada a facilitação da contração do tétano (doença infecciosa não- transmissível causada por esporos do tipo Clostridium tetani, geralmente depositado nas fendas/buracos no metal formados pela corrosão), não sendo está uma doença causada pela corrosão, mas que facilita a contração do esporo a partir do arranhão. Além da doença, ainda podemos ter problemas causados a vidas humanas por causa de tragédias ligadas a corrosão de estruturas de aviões, prédios, pontes, etc. Com o avanço tecnológico diário, vem-se tendo vários métodos de prevenção e controle da corrosão. Por mais alto custo que seja esse tipo de tratamento contra a corrosão, acaba sendo mais viável, pois assim aumentara o tempo útil do metal, evitará a necessidade de reposição de peças e até mesmo possíveis acidentes. 2. Objetivos Nos testes realizados utilizando diferentes reagentes químicos ácidos e básicos, como meio eletrolítico, é esperado que em algumas das reações ocorram várias mudanças e em outras poderá não ocorre-las. Nesta prática será possível visualizar e determinar as mudanças que podem ocorres dependentes do tipo do meio eletrolítico no qual um metal esta presente, e como saber o que está ocorrendo e as causas daquela determinada reação nos metais. 3. Fundamentação teórica Num aspecto muito difundido e aceito universalmente pode- se definir corrosão como a deterioração de um material, geral- mente metálico, por ação química ou eletroquímica do meio ambiente associada ou não a esforços mecânicos. A deterioração causada pela interação físico-química entre o material e o seu meio operacional representa alterações prejudiciais indesejáveis, sofridas pelo material, tais como desgaste, variações químicas ou modificações estruturais, tornando-o inadequado para o uso (GENTIL, Vicente. 2011). Isso leva a termos como base dois tipos mais conhecidos e mais ocorrentes de corrosão: corrosão química e corrosão eletrolítica. A corrosão química acontece a partir da reação de um metal e um gás ou solução que não seja eletrólito. Ocorre sem transferência de elétrons, a partir da reação do metal com a devida substância química. A “ferrugem” é a forma de corrosão química mais ampla no meio ambiente, ela ocorre a partir do contato do metal com o oxigênio presente na atmosfera. O oxigênio adere ao metal com ajuda da humidade, assim deposita-se na superfície do metal, junto da água e das outras substâncias presentes no ar, sendo estes o eletrólito. A corrosão eletrolítica acontece a partir de processos eletroquímicos, para ela ocorrer é necessária a aplicação de uma corrente elétrica externa. Ao contrário da corrosão química, ela não ocorre de forma espontânea, ocorre de forma “forçada” pela corrente elétrica envolvida. Este tipo de corrosão comumente ocorre em meios condutores, sendo estes os eletrólitos para a reação. Geralmente ocorrem nas composições metálicas que encontram-se submersas ou enterradas, exemplos destas são as tubulações de adutoras, oleodutos, gasodutos, entre outros. A corrosão, além dos problemas associados com deterioração ou destruição de materiais, apresenta, sob determinado ponto de vista, não só́ esse lado negativo, mas também um lado positivo (GENTIL, Vicente. 2011). 4. Materiais e reagentes Material: Pregos de Ferro; Reagentes: - Solução de Hidróxido de sódio 1M (NaOH); - Solução de Carbonato de sódio 1M (Na2CO3); - Solução de Cloreto de sódio 1M (NaCl); - Solução de Ácido clorídrico 1M (HCl); - Solução de Cloreto de potássio 1M (KCl); - Solução de Ácido sulfúrico 1M (H2SO4); - Solução de Ácido acético 1M (CH3COOH); - Solução de Cloreto de sódio 10% (NaCl). 5. Procedimento experimental PARTE I a) Limpe com água e sabão os pregos polidos e não toque nas superfícies da peça com as mãos, devendo-se utilizar pinça. b) Coloque um prego limpo em sete tubos de ensaio nomeados de A à G e adicione 4 ml das seguintes soluções nos tubos. Tubo A: Hidróxido de sódio (NaOH) 1 mol/L Tubo B: Carbonato de sódio (Na2CO3) 1 mol/L Tubo C: Cloreto de sódio (NaCl) 1 mol/L Tubo D: Ácido clorídrico (HCl) 1 mol/L Tubo E: Cloreto de potássio (KCl) 1 mol/L Tubo F: Ácido sulfúrico (H2SO4) 1 mol/L Tubo G: Ácido acético (CH3COOH) 1 mol/L c) Determinar a concentração de íons hidrogênio (Haq +) em cada solução medindo o pH das mesmas, utilizando fitas de pH1, o que é suficiente para saber se as mesmas são básicas, ácidas ou neutras. d) Deixar os pregos nas soluções durante 24 horas, ou seja, de um dia para o outro. e) Observar e descrever as mudanças acontecidas. Adicional: f) Adicioneaos tubos (A a G) duas gotas de ferricianeto de potássio 0,1M (K3Fe(CN)6) e observe os resultados. g) Num tubo de ensaio H, adicione 1 mL de solução FeSO4 e uma gota de ferricianeto de potássio 0,1M (K3Fe(CN)6). Compare este resultado com os obtidos quando o ferricianeto de potássio foi adicionado às soluções que contém o prego (tubos A a G). Influência do meio eletrolítico na corrosão causada por corrente impressa PARTE II: Água destilada a) Em um béquer de 100 mL coloque 40 mL de H2O. b) Mergulhe na solução obtida dois eletrodos de ferro, respectivamente ao polo positivo e ao polo negativo de uma fonte de corrente contínua. c) Após um ou dois minutos agitar o eletrólito: nada se observa, permanecendo o aspecto inicial. PARTE III: Solução de Cloreto de Sódio a) Em um béquer de 100 mL coloque 40 mL da solução de NaCl 10%. b) Mergulhe na solução obtida dois eletrodos de ferro, respectivamente ao polo positivo e ao polo negativo de uma fonte de corrente contínua. c) Após alguns minutos de funcionamento da fonte, desligue-a e agite a solução. Observe o ocorrido. 6. Resultados e discursões Observação 1: Solução A – ph14 básico, hidróxido de sódio (NaOH) / não houve mudança. Solução B – ph12 básico, carboneto de sódio (Na2CO3) / não houve mudança. Solução C – ph4 ácido, cloreto de sódio (NaCl) / houve precipitação e mudança amarela da coloração. Solução D – ph3 ácido, ácido clorídrico (HCl) / houve aborbulhamento com mudança da solução para cor amarela e metal se desprendendo. Solução E – ph5 ácido, cloreto de potássio (KCl) / ficou com a cor marrom e precipitou. Solução F – ph4 ácido, ácido sulfúrico (H2SO4) / ficou com a cor esverdeada e o metal precipitou. Solução G – ph3 ácido, ácido acético (CH3COOH) / precipitou e formou bolha alaranjada. Observação 2: Depois de adicionar o indicador ferrocianeto de potássio. Solução A – não mudou Solução B – não mudou Solução C – não mudou Solução D –. Azulou Solução E – Azulou Solução F – Azulou Solução G – Azulou Parte II – agua destilada Mesmo com a fonte emitindo uma corrente de 12v na agua destilada não acontece nada, pois já que a agua não possui sais não a como gerar corrente elétrica. 7. Pós-laboratório 1. As soluções que mostraram evidencias de corrosão, foram as que tinham ferro, pois se destacava ao gerar a redução de outras substâncias na solução. 2. NaCl: Oxidação: Fe(s) Fe2+ +2e- Redução: 2NaCl + 2H2O + 2e- 2NaOH + 2Cl + H2 Equação global: Fe + 3NaCl + 2H2O FeCl2 + 2NaOH + H2 H2SO4: Oxidação: Fe(s) Fe2+ + 2e- Redução: H2SO4 + 2e- SO42- + H2 Equação global: Fe + H2SO4 FeSO4 + H2 3. A cabeção do prego não ficou imersa na solução, contudo a parte q ficou em contato apresentou sinais de corrosão, na fabricação do prego por ser um material de fabricação barata, as indústrias não precisam se preocupar com o uso de inibidores, dessa forma, logo que entrou em contato com a substância, e possuía as condições perfeitas para isso, a corrosão foi imediata. 8. Conclusão O experimento de corrosão 3, foi dividida em duas partes: Parte 1: Teve como objetivo saber o ph de cada solução, determinar o caráter e ver o que acontecia com o mesmo experimento comparando com a mesma solução após 24 horas. Parte 2: Utilizou-se água destilada a uma fonte para ver se ocorria geração de corrente, no entanto pelos conhecimentos teóricos, sabemos que para gerar corrente na água precisa de sais, fazendo com que a água destilada não seja capaz de gerar corrente mesmo ligada a uma fonte. Numa parte dos testes, os alunos da equipe já esperavam resultados parecidos com o que realmente ocorreu, porém, em comparação com as soluções de 24 horas depois, os resultados foram bastante inesperados. 9. Referências GENTIL, Vicente. Corrosão, 6ª Ed. GEN|LTC. Rio de Janeiro. 2011. ROCHA, Maria Valderez Ponte. Apostila do Laboratório de Química Aplicada à Engenharia, Experimento 01. 2012. FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. "Tipos de Corrosão"; Brasil Escola. Disponível em <https://brasilescola.uol.com.br/quimica/tipos-corrosao.htm>. Acesso em 20 de julho de 2018.
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