Velocidade da Corrosão: Cinética e Fatores

Prévia do material em texto

CORROSÃO
Aula 08: Velocidade da corrosão
AULA 08: VELOCIDADE DA CORROSÃO
Corrosão
AULA 01: NOME DA AULA
Disciplina
 Velocidade da Corrosão;
 Diagrama de Pourbaix;
 Propriedades.
Cinética
AULA 08: VELOCIDADE DA CORROSÃO
Corrosão
AULA 01: NOME DA AULA
Disciplina
Velocidade média de corrosão: estimativa do tempo de vida útil de uma determinada estrutura.
Velocidade instantânea: com base na sua variação, pode-se verificar a necessidade de aumentar ou diminuir a concentração de um inibidor em um dado momento.
Velocidade de corrosão
Cinética
AULA 08: VELOCIDADE DA CORROSÃO
Corrosão
AULA 01: NOME DA AULA
Disciplina
Basicamente a velocidade de corrosão pode ser calculada pela variação de massa em uma certa área, 
por unidade de tempo (M.L-2.T-1). Em tubulações, é comum determinar-se a perda de espessura.
A velocidade com que se processa a corrosão é dada pela massa de material desgastado, em uma certa área, durante um certo tempo, ou seja, pela taxa de corrosão. A taxa de corrosão pode ser representada pela massa desgastada por unidade de área na unidade de tempo.
Velocidade = m/(Axt) = ρ x/t
Cinética
m = perda de massa. / A = área da amostra.
t = tempo de corrosão. /  = densidade do metal.
x = perda de espessura.
AULA 08: VELOCIDADE DA CORROSÃO
Corrosão
AULA 01: NOME DA AULA
Disciplina
A: velocidade de corrosão eletroquímica – superfície metálica não varia; produto de corrosão é inerte; concentração do agente corrosivo é constante.
B: velocidade de corrosão eletroquímica com período de indução (destruição de películas protetoras pelos agentes corrosivos).
C: velocidade inversamente proporcional à quantidade de produto de corrosão formado.
D: velocidade de corrosão quando os produtos de corrosão são solúveis e a área anódica aumenta.
Cinética
Curvas representativas de velocidades de corrosão
AULA 08: VELOCIDADE DA CORROSÃO
Corrosão
AULA 01: NOME DA AULA
Disciplina
Cinética
Valor relacionado com a perda de massa, pela lei de Faraday
		m = kit/F
m = massa do metal que se dissolve;
K = equivalente eletroquímico do metal;
i = corrente de corrosão;
t = tempo;
F = constante de Faraday.
Velocidade de corrosão instantânea
AULA 08: VELOCIDADE DA CORROSÃO
Corrosão
AULA 01: NOME DA AULA
Disciplina
Como a velocidade não necessariamente é constante, é preciso sempre especificar se o dado é um valor instantâneo ou um valor médio em um certo intervalo de tempo. 
A medida de perda de massa, por exemplo, é tradicionalmente feita com a imersão de muitos corpos de prova pré-pesados no meio corrosivo e sua retirada subsequente um por vez ao longo do tempo. 
Assim, pode-se construir um gráfico de perda de massa x tempo. A tangente à curva resultante em qualquer tempo, dará uma ideia da velocidade instantânea naquele tempo. 
Por outro lado, o valor de perda de massa total ao fim do tempo, dividido por todo este tempo dará uma ideia da velocidade média de corrosão. 
Cinética
AULA 08: VELOCIDADE DA CORROSÃO
Corrosão
AULA 01: NOME DA AULA
Disciplina
Cinética
Curva representativa da taxa de corrosão
AULA 08: VELOCIDADE DA CORROSÃO
Corrosão
AULA 01: NOME DA AULA
Disciplina
Cinética
Efeito do oxigênio dissolvido:
- A corrosão do ferro depende da presença do oxigênio (na ausência do mesmo, a velocidade de corrosão é desprezível).
- No início, a velocidade de corrosão é rápida, mas a formação de óxidos (passivação) tende a reduzir essa velocidade.
- O aumento da concentração de oxigênio de início acelera a corrosão do ferro, pelo consumo de elétrons gerados na reação anódica. Posteriormente, atinge-se uma velocidade crítica, na qual a velocidade de corrosão decresce.
Fatores que influenciam na velocidade da corrosão
AULA 08: VELOCIDADE DA CORROSÃO
Corrosão
AULA 01: NOME DA AULA
Disciplina
Cinética
Efeito da temperatura:
- Se a temperatura aumenta, diminui-se a polarização e da sobretensão (deposição de H2 sobre a superfície, que diminui a taxa de corrosão, também chamada polarização catódica), aumenta-se a condutividade dos eletrólitos e da difusão dos íons, o que aumenta a velocidade da corrosão.
- Por outro lado, o aumento da temperatura diminui a solubilidade do oxigênio na água, diminuindo a velocidade da corrosão.
Fatores que influenciam na velocidade da corrosão
AULA 08: VELOCIDADE DA CORROSÃO
Corrosão
AULA 01: NOME DA AULA
Disciplina
Cinética
Influência do oxigênio na velocidade de corrosão
Decréscimo da velocidade de corrosão relacionado com concentração de oxigênio
AULA 08: VELOCIDADE DA CORROSÃO
Corrosão
AULA 01: NOME DA AULA
Disciplina
Cinética
Efeito de sais dissolvidos:
- Aceleração da taxa de corrosão: ação despolarizante, aumento da condutividade.
- Diminuição da taxa de corrosão: precipitação de produtos de corrosão coloidais, diminuição da solubilidade do oxigênio, ação inibidora ou passivadora.
Fatores que influenciam na velocidade da corrosão
AULA 08: VELOCIDADE DA CORROSÃO
Corrosão
AULA 01: NOME DA AULA
Disciplina
Cinética
O diagrama de Pourbaix, também conhecido como diagrama potencial/pH ou diagrama Eh/pH, é uma representação gráfica das possíveis fases de equilíbrio estáveis de uma sistema eletroquímico. As linhas representam as fronteiras entre as áreas de estabilidade das várias espécies iônicas de um determinado elemento, tal como deduzido a partir da equação de Nernst. 
O diagrama de Pourbaix pode assim ser interpretado como um diagrama de fase comum, contendo entretanto outro tipo de eixos. Tal como os diagramas de fase, não representam taxas de reação ou efeitos cinéticos. 
Diagrama de Pourbaix
AULA 08: VELOCIDADE DA CORROSÃO
Corrosão
AULA 01: NOME DA AULA
Disciplina
Cinética
Diagrama de Pourbaix
AULA 08: VELOCIDADE DA CORROSÃO
Corrosão
AULA 01: NOME DA AULA
Disciplina
Cinética
Os diagramas de Pourbaix possuem um eixo vertical rotulado de Eh, representando o potencial, em volt, referenciado ao eletrodo padrão de hidrogênio, tal como calculado a partir da Equação de Nernst, sendo que o h representa o hidrogênio.
Diagrama de Pourbaix
O eixo horizontal é rotulado pH, função -log da concentração do íon H+.
AULA 08: VELOCIDADE DA CORROSÃO
Corrosão
AULA 01: NOME DA AULA
Disciplina
Cinética
Em geral, os diagramas representam o equilíbrio entre as espécies calculados para o valor unitário de atividade, ou seja, na concentração 1M, mas, dependendo do sistema químico em questão, linhas adicionais paralelas podem ser utilizadas para representar outras concentrações, como, por exemplo, 10−3 M or 10−6 M. As alterações nas linhas de equilíbrio, conforme a concentração ou a temperatura, são devidas às alterações deduzidas pela equação de Nernst. Adicionalmente, as interações com outros componentes, tais como a formação de complexos metálicos (ligantes), podem modificar o diagrama. 
Diagrama de Pourbaix
AULA 08: VELOCIDADE DA CORROSÃO
Corrosão
AULA 01: NOME DA AULA
Disciplina
Pelo fato de serem diagramas termodinâmicos, não estão contempladas as condições cinéticas para que se encontrem as situações de mais baixa energia previstas pelo diagrama. 
Ou seja, se uma determinada região assinala a presença de um óxido, não se sabe quanto tempo será necessário para que este óxido se forme. 
No entanto, são muito úteis para se ter uma primeira ideia do possível comportamento do metal em dadas condições: imunidade, corrosão, passividade.
Cinética
AULA 08: VELOCIDADE DA CORROSÃO
Corrosão
AULA 01: NOME DA AULA
Disciplina
Regiões em que o metal é imune à corrosão e correspondem às condições mais redutoras 
(menores potenciais). 
Há duas regiões de prevalência de íons quer sejam ferrosos ou férricos, uma na região de pH baixo e outra, pequena, na região de pHs muito elevados. 
Existe ainda a zona intermediária do diagrama em que os óxidos são estáveis e, dependendo das características desses, se terá uma passividade mais ou menos importante do metal. 
É preciso lembrar que esse diagrama foi traçado sem prever a presença de outros elementos que não sejam os provenientes da água e do ferro. 
Cinética
AULA 08: VELOCIDADE DA CORROSÃOCorrosão
AULA 01: NOME DA AULA
Disciplina
VAMOS AOS PRÓXIMOS PASSOS?
 
Polarização;
Características;
Propriedades.
AVANCE PARA FINALIZAR A APRESENTAÇÃO.
AULA 08: VELOCIDADE DA CORROSÃO
Corrosão
AULA 01: NOME DA AULA
Disciplina