Material de apoio - Q27 - Corrosão

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Corrosão
Aline dos Anjos
Técnico em Química – Análise Instrumental 1
Corrosão
 Corrosão” é um termo químico bastante empregado no
cotidiano para se referir ao processo de destruição
total, parcial, superficial ou estrutural de determinado
material causado pela ação do meio.
 A primeira coisa que vem à nossa mente é a corrosão
de metais, principalmente a do ferro, gerando a
ferrugem. No entanto, outros materiais podem sofrer
corrosão, tais como os polímeros e as estruturas feitas
de concreto armado.
 Está muito presente em nossa sociedade e representa
grandes perdas econômicas, pois todo tipo de corrosão
está relacionada à diminuição do tempo de vida de
um material.
Tipos de corrosão
 Existem três formas do meio agir sobre o material, degradando-o; por
isso, a corrosão é classificada em: eletroquímica, química e eletrolítica.
Corrosão eletroquímica:
 Esse é o tipo de corrosão mais comum, pois é a que ocorre com os
metais, geralmente na presença de água. Ela pode se dar de duas
formas principais:
 (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: A formação da ferrugem é um exemplo de corrosão
eletroquímica. 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:
Corrosão eletroquímica
Ânodo: Fe(s) → Fe2+ + 2e-
 Entre os vários processos de redução que podem ocorrer a mais
significativa é a da água:
Cátodo: 2H2O + 2e– → H2 + 2OH–
 Enquanto os cátions Fe2+ migram para o polo negativo (cátodo), os ânions
OH- migram para o polo positivo (Ânodo) e ocorre a formação do
hidróxido ferroso (Fe(OH)2).
Fe2+ + 2OH– → Fe(OH)2
 Na presença de oxigênio, esse composto é oxidado a hidróxido de ferro III
(Fe(OH)3), que depois perde água e se transforma no óxido de ferro (III)
mono-hidratado (Fe2O3 . H2O), que é um composto que possui coloração
castanho-avermelhada, isto é, a ferrugem que conhecemos:
2Fe(OH)2 + H2O + 1/2O2 → 2 Fe(OH)3
2Fe(OH)3 → Fe2O3 . H2O + 2H2O
Note que a 
umidade e o 
ar estão 
presentes em 
todas essas 
reações, eles 
são fatores 
fundamentais, 
pois sem água 
e oxigênio a 
corrosão 
eletroquímica 
não 
acontece.
Corrosão Química
 (2) Quando dois metais são ligados por um eletrólito, formando
uma pilha galvânica.
 Por exemplo, se colocarmos 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. 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.
 Corrosão Química:
 É o ataque de algum agente químico diretamente sobre
determinado material, que pode ou não ser um metal. Ela não
precisa da presença de água e não há transferência de elétrons
como na corrosão eletroquímica.
Corrosão Química
 Exemplos:
 * Solventes ou agentes oxidantes podem quebrar as
macromoléculas de polímeros (plásticos e borrachas),
degradando-os;
 * O ácido sulfúrico corrói o zinco metálico;
 * Concreto armado de construções 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, como mostrado na reação a seguir:
 3CaO.2SiO2.3H2O + 6HCl → 3CaCl2 + 2SiO2 + 6H2O
Corrosão eletrolítica
 Corrosão eletrolítica:
 É um processo eletroquímico que ocorre com a
aplicação externa de uma corrente elétrica. Esse
processo não é espontâneo, ao contrário dos outros
tipos de corrosão mencionados acima. 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.
 Exemplos: Isso acontece em tubulações de água e de
petróleo, em canos telefônicos e de postos de gasolina.
Proteção do material
a) Pintura
 Cobrir a superfície metálica com uma camada de tinta para evitar
o contato do ar e da umidade com o metal. Esse tipo de
procedimento é utilizado em carros, aviões, portões etc.
b) Plastificação
 É o método de proteção de um metal no qual se utiliza um
revestimento de polímero orgânico (plástico duro) para recobrir
uma peça metálica. Esse tipo de procedimento é utilizado, por
exemplo, em:
 Tanques para armazenamento de água ou combustíveis;
 Filtros de embarcações;
 Válvulas para a condução de água potável.
c) Anodização
 A anodização, também chamada de proteção por filme de óxido,
é um processo de proteção de metais no qual
um óxido (composto por átomos do próprio metal) é formado e
recobre o metal, protegendo-o.
 Um exemplo é a anodização do alumínio, na qual o metal alumínio
é colocado em contato com uma solução aquosa de hidróxido de
sódio (NaOH), produzindo o óxido de alumínio (Al2O3, alumina) e
água. A alumina recobre a peça de alumínio, protegendo-a. Veja
as reações que representam a anodização do alumínio:
 2Al + 2NaOH + 2H2O → 2NaAlO2 + 3H2O
 2NaAlO2 + 3H2O →Al(OH)3 + NaOH
 Al(OH)3→ Al2O3 + 3H2O
Proteção do material
d) Galvanoplastia
 A galvanoplastia é uma técnica que consiste em cobrir
uma peça de metal com outro metal diferente por
meio do processo da eletrólise. Trata-se de uma técnica
muito utilizada em:
 Revestimento com estanho de latas de ferro;
 Revestimento de chaves com níquel ou crômio;
 Revestimento de um anel de latão com ouro;
Proteção do material
e) Proteção catódica
 É um método de proteção de metais no qual um metal
é colocado em contato com aquele que se deseja
proteger. É uma técnica muito utilizada para a
proteção de metais em:
Oleodutos (tubulação de grosso calibre);
 Navios (revestimento do casco do navio);
 Termoacumuladores (é um sistema de aquecimento da
água, como o dos chuveiros elétricos).
Proteção do material
Informações
 Todos os metais sofrem corrosão, com exceção apenas do ouro
e da platina. No entanto, no caso de alguns metais, essa
corrosão é menos violenta porque os compostos formados
funcionam como uma espécie de proteção. Por exemplo, no
caso da prata mencionada, a película preta que acaba
servindo como proteção é o sulfeto de prata (Ag2S), que se
forma em contato com o oxigênio do ar e com a poluição
atmosférica (que envolve compostos do enxofre);
 No caso do cobre, o azinhavre formado é, na verdade, uma
mistura tóxica de hidróxido de cobre I, hidróxido de cobre II,
carbonato de cobre I e carbonato de cobre II;
 Calcula-se que 30% de todo o aço (liga metálica feita de
aproximadamente 98,5% de ferro, 0,5% a 17% de carbono e
traços de silício, enxofre e fósforo) mundial seja produzido
apenas para repor objetos que foram corroídos.
Exercícios
 1) Uma forma de proteger um metal contra corrosão é conectá-lo
eletricamente a um ânodo de sacrifício. Este deve ser:
a) um metal mais facilmente oxidável do que o metal que se quer
proteger.
b) um metal menos facilmente oxidável do que o metal que se quer
proteger.
c) o mesmo metal que se quer proteger.
d) uma pintura.
e) um metal com potencial de redução maior do que o do metal que
se quer proteger.
 2) "A ferrugem" apresentada pelos automóveis, na nossa cidade, é
um processo denominado corrosão. Na presença de ar seco
(ausência de umidade), o automóvel praticamente não enferruja.
Numa cidade praiana, como o Rio de Janeiro, torna-se necessária
a adoção de medidas que minimizem a corrosão. Uma delas é
a galvanização, que significa revestir o ferro presente no
automóvel com um metal redutor mais forte do que ele. Assinale a
opção que apresenta o metal redutor que permite a galvanização
do ferro.
(Dado: Fe2+/Fe = - 0,44V)
a) Cd2+(aq) + 2e- → Cd(s) E0 (V) = - 0,40
b) Co2+(aq) + 2e- → Co(s) E0 (V) = -0,28
c) Cu2+(aq) + 2e- → Cu(s) E0 (V) = 0,34
d) Ni2+(aq) + 2e- → Ni(s) E0 (V) =-0,25
e) Zn2+(aq) + 2e- → Zn(s) E0 (V) = -0,76
 3) A corrosão dos metais é um processo de considerável importância
econômica porque diminui a vida útil dos produtos metálicos, cuja
substituição é de custo elevado.
Durante o processo de corrosão, os metais sofrem oxidação. O ferro, por
exemplo, oxida-se, resultando na ferrugem (Fe2O3.H2O). A transformação de
ferro metálico em ferrugem só ocorrerá na presença de um agente oxidante.
As semi-reações a seguir estão envolvidas no processo de corrosão do ferro.
I – Fe3+(aq) + 3 e- → Fe(s) E0 = - 0,04 V
II – 2 H2O(líq) + 2 e- → H2(g) + 2 OH-(aq) E0 = - 0,41 V
III – O2(g) + 4 H+(aq) + 4 e- → 2 H2O(líq) E0 = +0,82 V
Uma maneira simples de prevenir a corrosão consiste em proteger a superfície
metálica pela pintura. Outra forma de proteção é a galvanização, que
consiste na aplicação de uma camada de zinco à superfície do ferro.
Grandes estruturas podem ser protegidas pela sua conexão a um bloco de
zinco ou magnésio (ver figura abaixo, em que M representa Mg ou Zn).
Conforme o caso, as semi-reações envolvidas são:
IV – Zn2+(aq) + 2 e- → Zn(s) E0 = - 0,76 V
V – Mg2+(aq) + 2 e- → Mg(s) E0 = - 2,36 V
Com base no texto acima, é correto afirmar sobre o processo de corrosão do
ferro:
1. As semirreações I e II indicam que uma película de água pura sobre a
superfície do ferro é um poderoso oxidante desse metal, resultando na
ferrugem.
2. A semirreação III revela que o gás oxigênio favorece o processo de
corrosão.
3. Uma película de tinta previne a corrosão por impedir o contato do metal
com o agente oxidante.
4. Na galvanização, o zinco protege o ferro por ceder elétrons mais
facilmente que este último.
5. O zinco é um melhor redutor que o magnésio.
Fontes
 https://www.manualdaquimica.com/fisico-quimica/corrosao-protecao-
metais.htm
 https://brasilescola.uol.com.br/quimica/tipos-corrosao.htm
 https://www.infoescola.com/quimica/corrosao/
 https://mundoeducacao.uol.com.br/quimica/corrosao-dos-metais.htm