Corrosão em latas de aço

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CORROSÃO II – CORROSÃO EM LATAS DE AÇO
C. C. F. de FREITAS1, I. J. M. de PRAXEDES1, L. A. F. FREITAS1, M. A. de SOUZA NETO1, M. T. de O. BRITO1
	
1 Universidade Federal Rural do Semiárido, Departamento de Ciência e Tecnologia
E-mails para contato: caiocesarfreitas10@hotmail.com; jonathanrn1@hotmail.com; lucasamorimf@gmail.com; souzaneto25@hotmail.com; matheusthomasfg@gmail.com.
RESUMO – O problema da corrosão nas diversas áreas industriais é um fator preocupante para a economia, causando gastos excessivos e diversos outros problemas. Neste artigo é estudado a corrosão de latas de ferro em diferentes situações. E é analisado diversos fatores como a influência do sal na velocidade da corrosão, o uso de metais de sacrifício e a influência de pequenos ânodos frente a uma grande superfície de cátodos. Obteve-se a corrosão do ferro apenas nas latas onde foi retirada a camada de estanho, cuja função é proteger contra a corrosão; e devido as diferentes situações, as velocidades da corrosão também ocorreram de maneiras distintas, algumas mais agressivas que as outras.
 Palavras chaves: Corrosão, Velocidade de corrosão, Metal de sacrifício.
	
	 
LABORATÓRIO DE QUÍMICA APLICADA
1. INTRODUÇÃO
Nos processos industriais atuais, têm-se o desafio de manter a qualidade e integridade de seus produtos da maneira mais eficaz. Tanto os equipamentos utilizados nesses processos, quanto os produtos finais são suscetíveis à corrosão, podendo torna-los inadequados para o uso e consequentemente gerando prejuízos financeiros ou até mesmo a saúde humana. Esse problema com a corrosão é frequente e ocorre nas mais diversas áreas, ocasionando assim um gasto adicional ás industrias que por sua vez tentam minimizar ou repor às perdas causadas por ela.
O processo corrosivo pode ser definido como a deterioração do material, geralmente metálico, que ocorre devido a exposição a um meio agressivo, ou até mesmo ao meio ambiente. A prata, o alumínio e o cobre não têm a sua corrosão muito intensa, porque ao oxidarem, forma-se uma espécie de película protetora que impede que o restante do material sofra corrosão, como na Figura 1.
Figura 1. Ao sofrerem corrosão, os metais alumínio, cobre e prata formam películas que protegem o restante do metal.
Já o ferro, enferruja, formando a ferrugem (Fe2O3 3H2O), que ao invés de proteger, forma-se uma camada na superfície que se desprende e vai expondo continuamente o restante do metal até que ocorra a deterioração total. Com isso, foram criados métodos capazes de proteger os metais a determinados ambientes onde ocorreria o processo corrosivo do mesmo.
2. MATERIAIS E MÉTODOS
2.1. MATERIAIS
Os materiais utilizados foram uma placa de zinco, uma faca de cozinha e 4 latas idênticas de metal. Os reagentes utilizados no experimento foram água (H2O) e a solução aquosa de cloreto de sódio (NaCl).
2.2. MÉTODOS
Primeiramente, definiu-se os números das latas e colocou-os nos fundos delas, sendo os números 1, 2, 3 e 4.
Em seguida, utilizou-se uma faca de cozinha para arranhar o fundo das latas, com exceção da lata número 1, servindo para que a camada presente neste fundo (de estanho), fosse retirada. Na lata 1, adicionou-se água até a metade. Na lata 2, fez-se o mesmo, porém, esta possui a camada de estanho retirada. Na lata 3, colocou-se até a metade a solução aquosa do NaCl já preparada. Na lata de número 4 fez-se o mesmo da anterior, porém, colocou-se também uma placa de zinco perto dos arranhões feitos. Armazenou-se as latas e, a cada 24 horas, observou-se o que havia ocorrido com as 4 latas. Fez-se essa observação durante 96 horas (4 dias).
3. RESULTADOS E DISCUSSÕES
A Tabela 1 a seguir mostra o aspecto das latas assim que começou o experimento, no dia 14/08/2017. Lata 1: Sem arranhão e com água, lata 2: com arranhão e com água, lata 3: com arranhão e água salgada e lata 4: Com arranhão, água salgada e placa de zinco.
	TABELA 1
	LATA 1
	LATA 2
	LATA 3
	LATA 4
	
	
	
	
Tabela 1. Latas no dia 14/08/2017.
Inicialmente, não se notou nenhuma mudança na composição das latas, fenômeno este que começou a ocorrer nos dias seguintes. A Tabela 2 mostra o aspecto das latas no dia 15/08/2017.
	TABELA 2
	LATA 1
	LATA 2
	LATA 3
	LATA 4
	
	
	
	Tabela 2. Latas no dia 15/08/2017.
No dia 15/08/2017 observou-se que a Lata 1 aparentemente não sofreu processo de corrosão, enquanto as outras já começaram a sofrer, sendo o processo mais intenso na Lata 3 que contém água salgada. Na Lata 2 observou-se a formação de ferrugem nas bordas e na Lata 4 formou-se ferrugem pontuais na superfície do fundo da lata, porém nada tão evidente, assim como, algumas bolhas em torno da placa de zinco, atestando sua corrosão. A Tabela 3 a seguir mostra as latas no dia 16/08/2017.
	TABELA 3
	LATA 1
	LATA 2
	LATA 3
	LATA 4
	
	
	
	
Tabela 3. Latas no dia 16/08/2017.
No dia 16/08/2017 observou-se que a Lata 1 continuou com sua aparência que manteve desde o início do experimento, sem apresentar aparente corrosão. Enquanto em todas as outras três latas, o processo de corrosão continuou acontecendo, deixando o aspecto da lata com cada vez mais ferrugem. Observa-se, em especial, na Lata 4 a corrosão da placa de zinco, assim como de alguns locais da superfície. A seguir, a Tabela 4 mostra o aspecto das latas no dia 17/08/2017.
Tabela 4. Latas no dia 17/08/2017.
	TABELA 4
	LATA 1
	LATA 2
	LATA 3
	LATA 4
	
	
	
	
	TABELA 5
	LATA 1
	LATA 2
	LATA 3
	LATA 4
	
	
	Tabela 5. Latas no dia 18/08/2017.
	
No dia 17/08/2017, observou-se uma continuação do que já estava ocorrendo ao longo dos dias. A Lata 1 não sofreu corrosão aparente, a Lata 2 intensificou sua corrosão, principalmente nas bordas, a Lata 3 sofreu corrosão intensa, tendo vestígios da ferrugem na própria solução, enquanto a Lata 4 sofreu corrosão especialmente na placa de zinco e na superfície arranhada. A Tabela 5 a seguir mostra o aspecto das latas no último dia de observação (18/08/2017).
No último dia de observação, observou-se uma evolução dos aspectos de cada lata ao longo dos dias. A Lata 1 continuou sem corrosão aparente, a Lata 2 intensificou seu processo de corrosão, assim como as latas 3 e 4. 
Ocorre que todas estas latas são protegidas por uma fina camada de estanho que tem o dever de impedir a corrosão destas, evitando a contaminação do material que está dentro do recipiente. Na Lata 1 não se retirou a camada de estanho, portanto, apesar de estar em contato com o ar do ambiente (que contém O2) na presença de um eletrólito (água), está não oxidou, devido a proteção do estanho.
Na Lata 2, a camada de estanho foi retirada parcialmente, devido aos arranhões feitos nela, desta forma houve uma corrosão de parte da superfície da lata, em especial nas linhas de arranhões e nas bordas onde, provavelmente há mais contato com o oxigênio dissolvido.
Na Lata 3, além de estar parcialmente desprotegida pelo fato de ter sofrido arranhões que retiraram a camada de estanho, o eletrólito desta é água salgada (solução de NaCl), tal solução contém íons dissociados que aumentam a condutividade da solução e intensifica o processo de corrosão, por isso que esta foi a lata que sofreu uma corrosão maior, com grande deposição de ferrugem. 
Na Lata 4, houve a remoção parcial da camada de estanho por meio dos arranhões e nesta foi inserida o eletrólito da solução de NaCl, porém também foi adicionada uma placa de zinco, o zinco devido ao seu potencial de redução (ver Tabela 6 nos anexos), atua como ânodo de sacrifício, dessa forma, a corrosão aconteceria no zinco, como ficou evidenciado ao longo das tabelas. Parte da superfície da lata ainda sofreu corrosão, provavelmente, devido ao zinco não estar em um contato direto com toda superfície ou por seu potencial ser insuficiente para proteger a superfície da lata dentro das circunstâncias colocadas (tempo de exposição, eletrólito, material da superfície da lata, etc).
4. CONCLUSÃO
Após analisar durante quatro dias seguidos o processo de corrosão nas latas verificou-se que apenas uma delas não sofreu o processode oxidação. A primeira amostra das latas protegida por uma camada de estanho (que é mais resistente à corrosão que o aço) não oxidou, mas devido à presença do oxigênio e de alguns sais presente, a lata poderá sofrer corrosão com mais algum tempo. Já nas outras latas, analisou-se que o processo corrosivo foi mais rápido, isso porque a camada de estanho foi retirada e como o aço é mais reativo a corrosão que o estanho fez com que acelerasse o processo, como também a utilização da solução de cloreto de sódio (NaCl) ter uma grande quantidade de sais. 
No experimento trabalhado, foi possível estabelecer como as reações de oxidação e redução pode ser aplicada de uma forma prática, mais especificamente como usar o fluxo de elétrons da reação para um fim, assim como, se aprofundar ainda mais no assunto trabalhado tanto na disciplina teórica, quanto em laboratório visto que a mesma é de suma importância para vários processos industriais.
5. REFERÊNCIAS
GENTIL, V. Corrosão. LTC – Livros Técnicos e Científicos – Editora, 3ªedição, 1996, 345p. Cap. 1 e 2.
PANOSSIAN, Z. Corrosão e Proteção Contra Corrosão em Equipamentos e Estruturas Metálicas. IPT –Instituto de Pesquisas Tecnológicas, vol. 1, 1edição, 1993. P.147-149.
PERUZZO, F. M. e CANTO, E. L., Química Na Abordagem do Cotidiano, Vol. 2, Moderna, São Paulo, 2006. 
ANEXO
PÓS-LABORATÓRIO
1. As latas que sofreram corrosão foram a 4, 2 e 3. A 4 que é a lata com arranhão e com um pedaço de zinco em contato, a lata 2 que era com o arranhão mais água destilada e a 3 era a lata com arranhão e agua salgada.
1. A lata 3 é mais rápida para a corrosão, pois tem presença do NaCl, a lata 2 é semelhante ao processo que acontece na lata 3, porem é de forma mais lenta, já que é só água destilada, e as duas corrosões são formadas pela mesma coisa, a retirada da camada de estanho, expondo o ferro. Na lata 4 o zinco sofre a oxidação, porem depois de um tempo a lata começou a oxidar também. E na lata 1 como não foi retirada a camada de estanho, a lata não apresentou nenhuma mudança, já que o ferro estava protegido da água e oxigênio.
1. As latas que são utilizadas pelas indústrias de alimentos são formadas por ferro e com uma camada de estanho revestindo-o, esse processo é feito por metais que tenham características mais próximas de metais nobres para evitar a corrosão do recipiente. Observando a tabela de potenciais de redução, notamos que o potencial de estanho é maior do que o ferro, ou seja, o estanho é mais resistente a oxidação e assim aumentando a durabilidade da lata.
1. Porque os arranhões fizeram com que parta da camada de estanho fosse retirada, deixando o ferro exposto e em contato com a água e oxigênio.
1. A solução de NaCl é um meio mais corrosivo, pois aumenta a condutividade, permitindo maior transporte de íons que assim facilita a reação redox.
1. Com a presença de zinco no meio ocasionou uma pilha, em que, o ferro da lata foi protegido da corrosão já que o zinco tem o potencial de redução menor que o ferro e o estanho, fazendo com que ele acabe oxidando, mas depois de um tempo a lata começou a aparecer ferrugem em seus arranhões, mostrando que ela também está oxidando, talvez por causa que o zinco não deve ter ficado em contato direto com o ferro o tempo todo.
Tabela 6. Potencial Padrão de redução de algumas reações.
Nota: Esses valores foram obtidos para o estado padrão, isto é, concentração 1 mol/L para espécies em solução e 1 atm para espécies gasosas a 25°C. Existem tabelas especializadas para outras condições.