Aula 13 Corrosão

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Profa.: Camila Fukuda
Corrosão
Corrosão dos materiais: 
Fundamentos eletroquímicos,
Taxa de corrosão, 
Tipos de corrosão, 
Prevenção; 
Corrosão em metais, polímeros e cerâmicas.
2
CORROSÃO DE MATERIAIS
3
• Os materiais interagem com um grande número de
ambientes.
• Algumas vezes estas interações geram deterioração das
propriedades (mecânica, físicas ou na aparência do
material).
• Em metais: a deterioração ocorre por perda efetiva de material.
• Em polímeros: ocorre uma degradação do composto polimérico.
• Em cerâmica: altamente resistentes à corrosão.
• Def.:
“Corrosão é um fenômeno de deterioração de um
material geralmente metálico por ação química ou
eletroquímica do meio ambiente associada ou não a
esforços mecânicos”.
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CORROSÃO DE MATERIAIS
• Problemática que atinge as indústrias:
• Química, Petrolífera, Construção Civil; Automobilística,
Telecomunicações...
• Causando perdas econômicas
⁻ diretas (substituições das peças/equipamentos,
manutenção).
⁻ Indiretas (paradas de processos, perda de eficiência).
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IMPORTÂNCIA
• Pode ser um processo intencional:
procedimentos de metalografia  visualização
dos contornos de grão e microestruturas.
• Os processos de corrosão metálica são processos
eletroquímicos  transferências de elétrons
entre as espécies.
CORROSÃO DE METAIS
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• OXIDAÇÃO: é a perda de elétrons por uma espécie
química.
M0 M+n + ne-
oxidação de um metal
• REDUÇÃO: é o ganho de elétrons.
2H+ + 2e- H2
redução do hidrogênio
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ELETROQUÍMICA – CONCEITOS 
BÁSICOS
É O AUMENTO DO NOX
É A DIMINUIÇÃO DO 
NOX
• Agente Oxidante: é o elemento que causa a OXIDAÇÃO.
Sendo que ele se REDUZ.
• Agente Redutor: é o elemento que causa a REDUÇÃO.
Sendo que ele se OXIDA.
Ex.: Zn Zn 2+ + 2e-
2 H+ + 2e- H 2
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AGENTE OXIDANTE vs. AGENTE 
REDUTOR
H passa de +1 para 0
Zn passa de ZERO para 
+2
• Os metais tem de um a três elétrons por isso tem
grande tendência de perder elétrons, ou seja, os
metais tem tendência a se OXIDAREM.
AlAl+3 + 3e-
Zn Zn+2 + 2e-
• Equação iônica geral
O lugar onde a oxidação ocorre é chamada de ÂNODO.
Oxidação também chamada de REAÇÃO ANÓDICA.
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OXIDAÇÃO DOS METAIS
M  M+n + ne
Por isso 
evitar que o 
metal 
entre em 
contato com 
substâncias 
oxidantes
• Os elétrons gerados do átomo de metal oxidado
são transferidos para uma outra espécie química
 reação de redução.
Ex.: Metais que sofrem corrosão em soluções
ácidas -alta concentração de íons hidrogênio
(H+);
-Os íons H+ são reduzidos
2 H+ + 2e-  H2
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REDUÇÃO
O lugar onde a redução ocorre é chamada de CÁTODO. 
Redução também chamada de REAÇÃO CATÓDICA.
CORROSÃO METÁLICA OXIDANTES E REDUTORES
•É a tendência que o material apresenta, frente a
um eletrodo padrão, em se oxidar ou se reduzir.
A diferença potencial é a força motriz para uma
reação de oxi-redução ocorrer.
• ...\..\Documents\SENAI\TECNOLOGO\ALUNOS\2012 - 2013\TABELA POTENCIAL ELETRODO.docx
•A medida de potenciais de eletrodo se baseia em
um padrão que é o eletrodo de H2/2H
+ ao qual é
atribuído E° = 0,0V.
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POTENCIAL DE ELETRODO
../../Documents/SENAI/TECNOLOGO/ALUNOS/2012 - 2013/TABELA POTENCIAL ELETRODO.docx
• Quanto maior for o E0red, mais fácil será sua redução e
mais forte será o oxidante.
13
POTENCIAL DE ELETRODO
• Quanto menor for o E0 red, mais fácil será sua
oxidação e mais forte será o redutor.
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COMPARAÇÃO ENTRE OXIDANTES E REDUTORES
T
E
N
D
Ê
N
C
IA
 A
 
R
E
D
U
Ç
Ã
O
C
A
R
Á
T
E
R
 
O
X
ID
A
N
T
E
Zn+2 +2e-  Zn (s)
Fe+2 +2e-  Fe (s)
Cu+2 +2e-  Cu (s)
T
E
N
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Ê
N
C
IA
 A
 
O
X
ID
A
Ç
Ã
O
C
A
R
Á
T
E
R
 
R
E
D
U
T
O
R
E° Zn= - 0,76V
E° Fe= - 0,44V
E° Cu = + 0,34 
• M1M1
n+ + ne- -V1
0
• M2 + ne
- M2 +V2
0
• Potencial Global: 
V0= V2
0 -V1
0
• V0 > 0  REAÇÃO ESPONTÂNEA
POTENCIAL GLOBAL
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INFLUÊNCIA DA CONCENTRAÇÃO E DA 
TEMPERATURA NO POTENCIAL DO ELETRODO
V0= V2
0 -V1
0- RT ln [M1
n+]
nF [M2
n+]
• R= constante dos gases
• n= número de elétrons que participam das reações
• F= constante de Faraday (96.500 C/mol)
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INFLUÊNCIA DA CONCENTRAÇÃO E DA 
TEMPERATURA NO POTENCIAL DO ELETRODO
A 25C
V0= V2
0 -V1
0- 0,0592 log [M1
n+]
n .. . [M2
n+]
• R= constante dos gases
• n= número de elétrons que participam das reações
• F= constante de Faraday (96.500 C/mol)
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Exercício: metade de uma pilha eletroquímica
consiste de um eletrodo de Ni puro imerso em
uma solução de íons Ni2+, a outra metade é
composta por um eletrodo de Cd imerso em uma
solução de Cd2+.
a) Escreva a reação global espontânea e calcule
a voltagem que é gerada.
b) Calcule o potencial da pilha a 25 ⁰C se as
concentrações de Cd2+ e Ni2+ forem
respectivamente de 0,5 e 10-3 M
PILHA ELETROQUÍMICA
PRINCIPAIS MEIOS CORROSIVOS
* Todos esses meios podem ter características ácidas, básicas ou neutra e podem ser 
aeradas.
Atmosfera (poeira, poluição, umidade, 
gases:CO, CO2, SO2, H2S, NO2,...)
Água (bactérias dispersas: corrosão 
microbiológica; chuva ácida, etc.)
Solo (acidez, porosidade)
Produtos químicos
 Um determinado meio pode ser extremamente
agressivo, sob o ponto de vista da corrosão, para um
determinado material e inofensivo para outro.
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• Muitas vezes os produtos da corrosão são requisitos
importantes na escolha dos material para
determinada aplicação.
• Alguns exemplos onde os produtos da corrosão são
importantes:
Os produtos de corrosão dos materiais usados
para embalagens na indústria alimentícia deve
não ser tóxico como também não pode alterar o
sabor dos alimentos.
Pode ocorrer, devido a corrosão, a liberação de
gases tóxicos e inflamáveis (riscos de explosão)
Materiais para implantes de ossos humanos,
implante dentário, marcapassos, etc.
PRODUTOS DA CORROSÃO 
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PASSIVAÇÃO: OXIDAÇÃO SECA
• A oxidação ao ar seco não se constitui corrosão
eletroquímica porque não há eletrólito (solução
aquosa para permitir o movimento dos íons).
• Reação genérica da oxidação seca:
METAL + OXIGÊNIO  ÓXIDO DO METAL
• Geralmente, o óxido do metal forma uma
camada passivadora que constitui uma barreira
para que a oxidação continue (barreira para a
entrada de O2).
• Essa camada passivadora é fina e aderente.
• A oxidação só se processa por difusão do
oxigênio
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 Princípio de proteção à corrosão é feita através da
criação de películas de óxidos protetoras que vai
separar o metal base do meio corrosivo e constitui uma
barreira para que a oxidação continue (barreira para a
entrada de O2).
METAL + O
 A medida que a concentração de OXIDANTES
AUMENTA, a velocidade de corrosão aumenta-se
exponencialmente.
METAL + OXIGÊNIO  ÓXIDO DO 
METAL
PASSIVAÇÃO
 É o elemento mais importante nos
mecanismos de passivação e o mais
eficiente em concentrações maiores que
10% mesmo em temperaturas elevadas.
Ela é completa com concentrações de Cr
com 20% a 30%.
Qualquer elemento abaixo de 1% não faz
efeito na oxidação, mas mesmo assim o Cr é
o realmente retarda
CONTRIBUIÇÃO DO CROMO
CONTRIBUIÇÃO DO CROMO (Cr)
CONTRIBUIÇÃO DO CROMO(CR)
Os AÇOS INOX reagem com
facilidade em meios oxidantes.
O Cr mantêm o O tornando a
camada de óxidos
impermeável.
Esta camada é invisível e
contínua.
Esta película Cr-O é removida
pelo HCl.
OXIDAÇÃO NOS AÇOS INOXIDÁVEIS
Camada é formada pela ação da
ÁGUA com o METAL base.
O filme formado é composto por:
•ÓXIDOS na base do metal.
•HIDRÓXIDOS na região
maios próxima ao ambiente.
Filme formado FINO e
ADERENTE e em meios
OXIDANTES são ainda mais
resistentes  ALTAMENTE
RESISTENTE A CORROSÃO em
diversos meios.
• Aços inoxidáveis
- altamente resistentes à corrosão devido a passivação.
- contém ± 11% Cr que forma um filme superficial protetor
minimizando a formação de ferrugem.
• Alumínio
- se passiva e se for danificado, o filme protetor
geralmente renova-se muito rapidamente.
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PASSIVAÇÃO
EXEMPLO DE METAIS QUE FORMAM CAMADA 
PASSIVADORA DE ÓXIDO, COM PROTEÇÃOEFICIENTE
• Al
• Fe a altas temp.
• Pb
• Cr
• Aço inox
• Ti
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EXEMPLO DE METAIS QUE FORMAM CAMADA PASSIVADORA DE 
ÓXIDO 
COM PROTEÇÃO INEFICIENTE
• Mg
• Fe
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Outros fatores que influenciam a resistência à 
oxidação conferida pela película
• Grau de aderência entre a película e metal= alta
• Coeficientes de expansão térmica para o metal e o 
óxido= próximos
• Ponto de fusão do óxido= alto
• Plasticidade a altas temperaturas= boa
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CORROSÃO ELETROQUÍMICA
• As reações que ocorrem na corrosão 
eletroquímica envolvem transferência de 
elétrons. Portanto, são reações anódicas e 
catódicas (REAÇÕES DE OXIDAÇÃO E 
REDUÇÃO)
• A corrosão eletroquímica envolve a presença 
de uma solução que permite o movimento dos 
íons.
31
CORROSÃO ELETROQUÍMICA
• O processo de corrosão eletroquímica é devido ao 
fluxo de elétrons, que se desloca de uma área da 
superfície metálica para a outra. Esse movimento de 
elétrons é devido a diferença de potencial, de 
natureza eletroquímica, que se estabelece entre as 
regiões.
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EXEMPLO DE CORROSÃO 
ELETROQUÍMICA
33
OXIDAÇÃO
REDUÇÃO
34
CORROSÃO ELETROQUÍMICA:
TIPOS DE PILHAS OU CÉLULAS 
ELETROQUÍMICAS
Pilha de corrosão formada por materiais de
natureza química diferente
Pilha de corrosão formada pelo mesmo
material, mas de eletrólitos de concentração
diferentes
Pilha de corrosão formada pelo mesmo
material e mesmo eletrólito, porém com teores
de gases dissolvidos diferentes
Pilha de corrosão de temperaturas diferentes
-Pilha de corrosão formada por materiais 
de natureza química diferente
• É também conhecida como corrosão galvânica
• A diferença de potencial que leva à corrosão
eletroquímica é devido ao contato de dois materiais de
natureza química diferente em presença de um eletrólito.
• Exemplo: Uma peça de Cu e outra de Ferro em contato
com a água salgada. O Ferro tem maior tendência de se
oxidar que o Cu, então o Fe sofrerá corrosão intensa.
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FORMAÇÃO DE PARES GALVÂNICOS
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Quanto mais separados na série galvânica, maior a ação
eletroquímica quando estiverem juntos.
MEIOS DE PREVENÇÃO CONTRA A 
CORROSÃO GALVÂNICA
- Evitar contato metal-metal coloca-se entre os 
mesmos um material não-condutor (isolante)
- Usar InibidoresUsa-se principalmente o componente é 
usado em equipamentos químicos onde haja líquido 
agressivo.
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-Pilha de corrosão formada pelo mesmo material, mas de 
eletrólitos de concentração diferentes
Dependendo das condições de trabalho, funcionará como:
• ÂNODO: o material que tiver imerso na solução diluída
• CÁTODO: o material que tiver imerso na solução mais
concentrada
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-Pilha de corrosão formada pelo mesmo material e mesmo 
eletrólito, porém com teores de gases dissolvidos diferentes
•É também chamada de corrosão por
aeração diferenciada.
•Observa-se que quando o oxigênio do ar
tem acesso à superfície úmida do metal a
corrosão aumenta, sendo MAIS INTENSA
NA PARTE COM DEFICIÊNCIA EM
OXIGÊNIO.
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-Pilha de corrosão formada pelo mesmo material e mesmo 
eletrólito, porém com teores de gases dissolvidos diferentes
• No cátodo:
H2O + ½ O2 + 2 elétrons  2 (OH
-)
MAIS AERADO
Os elétrons para a redução da água vem das áreas deficientes
em oxigênio.
• No ânodo:
• OCORRE A OXIDAÇÃO DO MATERIAL NAS ÁREAS MENOS
AERADAS
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-Pilha de corrosão formada pelo mesmo material e mesmo 
eletrólito, porém com teores de gases dissolvidosdiferentes
• Sujeiras, trincas, fissuras, etc. atuam como focos
para a corrosão (levando à corrosão localizada)
porque são regiões menos aeradas.
• A acumulação de sujeiras, óxidos (ferrugem)
dificultam a passagem de Oxigênio agravando a
corrosão.
41
-
EXEMPLO: CORROSÃO DO FERRO POR AERAÇÃO 
DIFERENCIADA.
Fe + Ar úmido (oxigênio mais água)
• No ânodo: REGIÃO MENOS AERADA
Fe (s)  Fe+2 + 2 elétrons E= + 0,440 Volts
• No cátodo: REGIÃO MAIS AERADA
H2O + ½ O2 + 2 elétrons  2 (OH
-) E= + 0,401 Volts
• Logo:
Fe+2 + 2 (OH-)  Fe(OH)2
• O Fe(OH)2 continua se oxidando e forma a ferrugem
2 Fe(OH)2 + ½ O2 + H2O  2 Fe(OH
-)3 ou Fe2O3.H2O
42
-Pilha de corrosão de temperaturas 
diferentes
•Em geral, o aumento da temperatura aumenta a
velocidade de corrosão, porque aumenta a
difusão.
•Por outro lado, a temperatura também pode
diminuir a velocidade de corrosão através da
eliminação de gases, como O2 por exemplo.
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EFEITOS DA MICROESTRUTURA
CORROSÃO INTERGRANULAR
• O contorno de grão
funciona como região 
anódica, devido ao 
grande número de 
discordâncias presentes 
nessa região.
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EFEITOS DA MICROESTRUTURA
• A presença de 
diferentes fases no 
material, leva a 
diferentes f.e.m e 
com isso, na 
presença de meios 
líquidos, pode 
ocorrer corrosão 
preferencial de uma 
dessas fases.
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EFEITOS DA MICROESTRUTURA
• Diferenças 
composicionais
levam a diferentes 
potenciais químicos 
e com isso, na 
presença de meios 
líquidos, pode 
ocorrer corrosão 
localizada.
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Exemplo: Corrosão 
intergranular no Aço inox
EFEITOS DA MICROESTRUTURA
• A presença de 
tensões levam a 
diferentes f.e.m e com 
isso, na presença de 
meios líquidos, pode 
ocorrer corrosão 
localizada.
• A região tensionada 
têm um maior número 
de discordâncias, e o 
material fica mais 
reativo.
47 EX: região de solda, dobras, etc
EXEMPLOS DE CORROSÃO SOB 
TENSÃO
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EFEITOS DA MICROESTRUTURA
• Cavidades, porosidades ou trincas também funcionam 
como regiões anódicas
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PRINCIPAIS MEIOS DE PROTEÇÃO 
CONTRA A CORROSÃO
• PINTURAS OU VERNIZES
• RECOBRIMENTO DO METAL COM OUTRO METAL 
MAIS RESISTENTE À CORROSÃO
• GALVANIZAÇÃO: Recobrimento com um metal mais 
eletropositivo (menos resistente à corrosão)
• PROTEÇÃO ELETROLÍTICA OU PROTEÇÃO 
CATÓDICA
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PINTURAS OU VERNIZES
• Separa o metal do meio
• Exemplo: Primer em aço
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RECOBRIMENTO DO METAL COM OUTRO METAL 
MAIS RESISTENTE À CORROSÃO
 Separa o metal do meio.
• Exemplo: Cromagem, Niquelagem, Alclads, folhas de
flandres, revestimento de arames com Cobre, etc.
• Dependendo do revestimento e do material revestido,
pode haver formação de uma pilha de corrosão quando
houver rompimento do revestimento em algum ponto,
acelerando assim o processo de corrosão.
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PROTEÇÃO GALVÂNICA
Recobrimento com um metal mais eletropositivo (menos 
resistente à corrosão)
 separa o metal do meio.
Exemplo: Recobrimento do aço
com Zinco.
• O Zinco é mais eletropositivo
que o Ferro, então enquanto
houver Zinco o aço ou ferro
esta protegido. Veja os
potenciais de oxidação do Fe e
Zn:
 oxi do Zinco= + 0,763 Volts
 oxi do Ferro= + 0,440 Volts
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PROTEÇÃO ELETROLÍTICA OU 
PROTEÇÃO CATÓDICA
• Utiliza-se o processo de formação de pares metálicos
(UM É DE SACRIFÍCIO), que consiste em unir-se
intimamente o metal a ser protegido com o metal protetor,
o qual deve ser mais eletropositivo (MAIOR POTÊNCIAL
DE OXIDAÇÃO NO MEIO) que o primeiro, ou seja, deve
apresentar um maior tendência de sofrer corrosão.
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FORMAÇÃO DE PARES METÁLICOS
• É muito comum usar ânodos de sacrifícios em
tubulações de ferro ou aço em subsolo e em navios e
tanques.
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ÂNODOS DE SACRIFÍCIO MAIS 
COMUNS PARA FERRO E AÇO
• Zn
• Al
• Mg
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MATERIAIS CERÂMICOS
• São relativamente inertes à temperatura ambiente
• Alguns só são atacados à altas temperaturas por metais 
líquidos
• O processo de corrosão por dissolução é mais comum 
nas cerâmicas do que a corrosão eletroquímica
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MATERIAIS POLIMÉRICOS
• Quando expostos à certos líquidos os polímeros podem 
ser atacados ou dissolvidos
• A exposição dos polímeros à radiação e ao calor pode 
promover a quebra de ligações e com isso a deterioração 
de suas propriedades físicas.
58
Para os polímeros usa-se o termo degradação e não 
corrosão pois é um processo físico-químico.
REFERÊNCIAS
59
• CALLISTER Jr., W. D. Materials Science and Engineering: an Introduction. Tradução de: LTC. 
5. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2000. 
• COSTA, E., M., Corrosão e Degradação–Departamentode Engenharia Mecânica PUC/RS. 
Aula adaptada
• GENTIL, V. Corrosão. 3ª Edição. . Rio de Janeiro: LTC, 1996.