Aula 6_QTEE1

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Química Tecnológica
Aula 6: Corrosão: eletroquímica, 
proteção e combate
Profª. Drª. ANA PAULA MORENO TRIGO
Introdução
A maioria dos materiais em contato com o meio ambiente 
forma um sistema termodinamicamente instável.
Com a única exceção dos metais nobres (ouro, prata e 
platina), todos os demais metais em contato com o ar devem 
reagir e irão se transformar em óxidos ou hidróxidos.
Apesar da termodinâmica indicar a possibilidade de uma 
reação, deve-se considerar a velocidade com que a reação 
ocorre.
E é devido ao fato de certas velocidades de reação serem 
lentas que se pode utilizar os metais no cotidiano.
Introdução
Os problemas de deterioração aparecem em variadas 
atividades da vida econômica de uma nação:
• Na construção civil;
• Nas indústrias petroquímica, naval e química;
• Na indústria automobilística;
• Nos meios de transporte;
• Em todas as etapas do sistema elétrico;
• Em telecomunicações;
• Em odontologia;
• Em obras de arte, monumentos históricos, etc.
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Introdução
Formas de deterioração dos materiais
Tipos de corrosão
Corrosão eletroquímica: tipo mais comum. Ocorre com os 
metais, geralmente na presença de água.
Corrosão química: é o ataque de algum agente químico 
diretamente sobre determinado material, que pode ou não 
ser um metal. Não precisa da presença de água e não há 
transferência de elétrons como na corrosão eletroquímica.
Corrosão eletrolítica: processo eletroquímico que ocorre 
com a aplicação externa de uma corrente elétrica. Não é 
um processo espontâneo, como nos demais tipos de 
corrosão.
Exemplos de corrosão
Corrosão química (ataque direto de agente químico):
• Solventes ou agentes oxidantes podem quebrar as 
macromoléculas de polímeros (plásticos e borrachas), 
degradando-os;
• O ácido sulfúrico corrói o zinco metálico;
• Concreto armado pode sofrer corrosão com o passar do 
tempo por agentes poluentes. Em sua constituição há 
silicatos, aluminatos de cálcio e óxido de ferro que são 
decompostos por ácidos (HCl).
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Exemplos de corrosão
Corrosão química:
Exemplos de corrosão
Corrosão química:
(a) Poste
(b) Mureta (Boa Viagem, Niterói - RJ)
Exemplos de corrosão
Corrosão eletrolítica (aplicação externa de corrente elétrica):
• Quando não há isolamento ou aterramento, ou estes estão 
com alguma deficiência, formam-se correntes de fuga, e 
quando elas escapam para o solo formam-se pequenos furos 
nas instalações.
• Isso acontece em tubulações de água e de petróleo, em 
canos telefônicos e de postos de gasolina.
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Exemplos de corrosão
Corrosão eletrolítica:
Exemplos de corrosão
Corrosão eletrolítica:
Corrosão eletrolítica em tubos de aço-carbono provocada por corrente de 
fuga: (a) em parte de um equipamento; (b) em uma tubulação industrial
Exemplos de corrosão
Corrosão eletroquímica: pode se dar de duas formas:
1) Quando o metal está em contato com um eletrólito (solução 
condutora ou condutor iônico que envolve áreas anódicas e 
catódicas ao mesmo tempo), formando uma pilha de corrosão.
Exemplo: formação da ferrugem. O ferro se oxida facilmente 
quando exposto ao ar úmido (oxigênio (O2) e água (H2O)). Essa 
oxidação resulta no cátion Fe2+, formando o polo negativo (que 
perde elétrons) da pilha:
Reação anódica (oxidação): Fe(s) → Fe2+ + 2e- (perde elétrons)
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Exemplos de corrosão
Da mesma forma, ocorre a redução da água:
Reação catódica (redução): 2H2O + 2e– → H2 + 2OH– (ganha elét.)
Neste processo, os íons Fe2+ migram em direção à região 
catódica, enquanto os íons OH– direcionam-se para a anódica. 
Assim, em uma região intermediária, ocorre a formação
do hidróxido ferroso (Fe(OH)2).
Fe2+ + 2OH– → Fe(OH)2
Exemplos de corrosão
Em meio com baixo teor de oxigênio (águas doces industriais), 
o hidróxido ferroso sofre a seguinte transformação:
3Fe(OH)2 → Fe3O4 + 2H2O + H2 (coloração preta)
Por sua vez, caso o teor de oxigênio seja elevado (água do 
mar e naturais), tem-se:
2Fe(OH)2 + H2O + 1/2O2 → 2 Fe(OH)3
2Fe(OH)3 → Fe2O3 . H2O + 2H2O
(coloração alaranjada ou castanho-avermelhada).
Exemplos de corrosão
A reação anódica tem como consequência a dissolução do 
metal ou transformação em outro composto como óxido, 
sulfeto, etc., produzindo-se então a corrosão.
Por outro lado a reação catódica conduz à redução de 
espécies presentes no meio, sem a participação do metal 
sobre o qual ela tem lugar, consumindo os elétrons 
liberados até que as reações anódica e catódica atinjam o 
equilíbrio e a corrosão cesse. 
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Exemplos de corrosão
Processo também chamado de Pilhas de ação local -
aparecem em um mesmo metal devido a heterogeneidades 
diversas, decorrentes de composição química, textura do 
material, tensões internas, dentre outras, como:
• Inclusões, segregações, bolhas, trincas.
• Estados diferentes de tensões e deformações.
• Acabamento superficial.
• Diferença no tamanho e contornos de grão.
• Tratamentos térmicos diferentes.
• Materiais de diferentes épocas de fabricação.
• Gradiente de temperatura. 
Exemplos de corrosão
2) Quando dois metais são ligados por um eletrólito,
formando uma pilha galvânica.
Exemplo: uma placa de cobre e uma de ferro, ambas
mergulhadas num eletrólito neutro aerado e postas em
contato, formando um circuito elétrico, cada placa se
tornará um eletrodo.
Exemplos de corrosão
O ferro será o ânodo, oxidando-
se e perdendo elétrons que 
migram para o cátodo (placa de 
cobre), que por sua vez, é 
reduzido. O ânodo sofrerá o 
desgaste, formando a ferrugem 
no fundo do recipiente.
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Exemplos de corrosão
Processo também chamado de Pilhas de eletrodos 
diferentes ou pilhas galvânicas - surgem sempre que dois 
metais ou ligas metálicas diferentes são colocados em contato 
elétrico na presença de um eletrólito.
Exemplos de corrosão
A intensidade do processo de corrosão é avaliada pela carga 
ou quantidade de íons que se descarregam no catodo ou pelo 
número de elétrons que migram do anodo para o catodo,
sendo que a diferença de potencial da pilha (ddp) será mais 
acentuada quanto mais distantes estiverem os metais na 
tabela de potenciais de eletrodo.
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Proteção e combate
A corrosão: permanente desafio ao homem
Custo com novo material que substituirá o antigo: de 20 a 50 
vezes mais alto, o que inviabiliza a reposição
Na maioria das vezes, é necessário o emprego de técnica 
anticorrosiva
Processos mais empregados para a prevenção da corrosão:
- proteção catódica,
- proteção anódica,
- revestimentos protetores e
- inibidores de corrosão
Proteção e combate
P roteção catódica: técnica que transforma a estrutura metálica 
que se deseja proteger em uma pilha artificial, evitando, assim, 
que a estrutura se deteriore
A proteção catódica de estruturas metálicas é baseada na 
injeção de corrente elétrica por meio de duas técnicas: 
a proteção por anodos galvânicos (espontânea) e a proteção 
por corrente impressa (não-espontânea)
Graças à proteção catódica que tubulações enterradas para o 
transporte de água, petróleo e gás, e grandes estruturas 
portuárias e plataformas marítimas operam com segurança
Proteção e combate
Exemplo de proteção catódica por anodos de zinco, em navios, 
onde há a formação de uma pilha na qual, em função de seu 
maior potencial de oxidação, o zinco atua como anodo e 
protege o ferro do casco do navio.
(a) vista inferior do navio em dique 
seco
(b) fixação do anodo de zinco no 
casco do navio.
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Proteção e combate
P roteção anódica: baseia-se na formação de uma película 
protetora nos materiais metálicos por aplicação de corrente 
anódica externa, causando a passivação do metal (anulação de 
diferença de potencial da pilha de corrosão)
A proteção anódica faz com que a dissolução do filme seja 
impossível, pois no caso de o mesmo sofrer ruptura ouapresentar falhas, nova película é automaticamente formada
A proteção anódica pode ser utilizada em meios fortemente 
corrosivos como tanques de armazenamentos de ácido 
sulfúrico e indústria de polpa de papel
Proteção e combate
Resfriadores de aço inoxidável para ácido sulfúrico, com 
proteção anódica
Proteção e combate
Revestimentos protetores: geralmente aplicados sobre 
superfícies metálicas formando uma barreira entre o metal e o 
meio corrosivo e, consequentemente, impedindo ou 
minimizando o processo de corrosão
As tintas, como as epoxídicas e o zarcão, são revestimentos 
muito utilizados na proteção de tubulações industriais, grades e 
portões.
A galvanização é um método que consiste na superposição de 
um metal menos nobre sobre o metal que será protegido. É 
uma técnica muita empregada, como no caso de parafusos de 
ferro galvanizados com zinco.
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Proteção e combate
I nibidores de corrosão : são substâncias inorgânicas ou 
orgânicas que, adicionadas ao meio corrosivo, objetivam evitar, 
prevenir ou impedir o desenvolvimento das reações de 
corrosão, sejam elas na fase gasosa, aquosa ou oleosa
Nas últimas décadas, com o intuito de evitar ou minimizar os 
inconvenientes causados pelos processos corrosivos, têm sido 
desenvolvidos e estudados novos materiais mais resistentes e 
duradouros, como ligas metálicas, polímeros e cerâmicas
Grandes indústrias em todo o mundo também têm investido em 
pesquisas no sentido de repensar projetos e processos com 
soluções combinatórias, mais eficazes e menos onerosas
Aula Experimental
Objetivo: Identificação visual das reações de oxirredução, fazendo 
estudo comparativo da corrosão do ferro por diversas substâncias
Materiais e reagentes:
6 pregos;
Barbante;
Tesoura;
6 tubos de ensaio (recipientes de vidro);
Água de torneira;
Óleo de cozinha;
Mistura de água e sal;
Sabonete líquido ou mistura de sabonete com água;
Água destilada;
Caneta esferográfica.
Proteção e combate
Procedimento:
1. Enumere os tubos de ensaio de 1 a 6;
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 e água 
destilada no tubo 5.Todos esses líquidos devem atingir cerca de ¼ 
do volume de cada tubo de ensaio (ou cobrir completamente o 
prego). O sexto tubo deve ficar vazio.
3. Corte o barbante em 6 pedaços de cerca de 20 cm e prenda-os 
a cada um dos pregos;
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Proteção e combate
Procedimento:
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.