TRABALHO INVESTIGAÇÃO SOBRE A CORROSSÃO DO FERRO

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FUNDAÇÃO MUNICIPALDE ENSINO DE PIRACICABA
ESCOLA DE ENGENHARIA DE PIRACICABA
ENGENHARIA MECÂNICA
LAB. DE QUÍMICA APLICADA A ENG. MECÂNICA
SERGIO ARNOSTI JR.
INVESTIGAÇÃO SOBRE A CORROSSÃO DO FERRO
LUIZ FERNANDO S. FERREIRA 
THIAGO SAMPAIO 
LUCAS LIMA 
BRUNO FRASSON 
Relatório Nº 09 apresentado a disciplina Lab. De Química Aplicada como registro de aula
prática realizada no dia 8 de novembro de 2012.
Profº Sergio Arnost Jr.
PIRACICABA
NOVEMBRO/2012
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO..................................................................01
2 OBJETIVO.........................................................................03
3 MATERIAIS E REAGENTES ........................................04
4 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL..........................07
4.1REAÇÃO DO FERRO COM VÁRIOS REAGENTES 
AQUOSOS ................................................................................07
4.2 REAÇÕES QUE ENVOLVEM PARES METÁLICOS: 
DOIS METAIS EM CONTATO .........................................07
5 RESULTADOS E DISCUSSÃO.......................................08
6 CONCULSÃO....................................................................09
BIBLIOGRÁFIA...................................................................09
 
INTRODUÇÃO
A corrosão é a palavra geralmente usada para designarmos a deterioração demetais através de um processo eletroquímico. Encontramos à nossa volta muitosexemplos de corrosão – ferrugem, escurecimento de prata, película verde formada sobreo cobre e o bronze.Os fenómenos de corrosão são conhecidos não só pela sua importância econômicae técnica como também pela sua complexidade.Exemplo mais familiar de corrosão é sem dúvida o da formação de ferrugemsobre o ferro. Para que o ferro enferrujeé necessário a presença de oxigênio gasoso eágua.Uma região da superfície do metal funciona como eléctrodo negativo – ânodo – onde ocorre a oxidação:
Fe (s) → Fe2+(aq)+2 e-
 Os elétrons que se formam fluem através do metal para uma região que funcionacomo eletrodo positivo – cátodo – onde dá-se a redução do oxigênio atmosférico aágua:
O2 (g) + 4H+(aq) + 4e-→ 2H2O (l)
−+
 A reação redox global é:
2 Fe(s) + O2 (g) +4H+ (aq) → 2 Fe2+(aq) + 2 H2O (l)
Ɛ = Ɛ°oxi+ Ɛ°red= 0,44 + 1,23= 1,67 V
Os íons Fe2+formados no ânodo são oxidados pelo oxigénio o hidrato de oxido deferro (III) por reação química direta quando migram para a superfície da água, ondeexiste oxigénio disponível.
4 Fe2+ (aq) + O2 (g) + (4 + 2x) H2O (l) → 2 Fe2O3. xH2O (s) + 8H+ (aq) Fe2O3→ferrugem.
A composição da ferrugem obtida vai depender não só da composição daatmosfera como também da própria composição do material metálico. Deste modo dentre os vários elementos conhecidos que são comuns ao material ferroso como ofósforo, o silício, carbono, enxofre têm efeito ativo na composição da ferrugem.Assim, quando o fenómeno de corrosão é eminente, isto é, no inicio do processo,apenas a composição da atmosfera é significativa para avaliar a velocidade de corrosão.Porém à medida que o processo se desenrola e se forma a ferrugem, o material passaentão a se corroer seguindo uma velocidade que vai depender da composição domaterial metálico.[2 deles] Contudo verifica-se que a corrosão perante condições deoxigénio livre é lenta por duas razões. Primeiro, a redução do H2O é lento; segundo, aformação de uma camada de Fe(OH)2 a partir dos produtos da reação de transferênciade elétrons inibe reações posteriores.
2OBJETIVO
Primeiramente irá investigar alguns fatores envolvidos na corrosão do ferro e relacioná-los entre si. Em seguida aprender a reconhecer a existência de um processo corrosivo e a preveni-lo.
3 MATERIAS
Prego – o mesmo que utilizamos no dia-a-dia
Fios de Cobre e de Zinco
Tubos de Ensaio com estante - é um recipiente de vidro alongado e cilíndrico usado para efetuar reações químicas de pequena escala com pequenas quantidades de reagentes de cada vez. Pode ser aquecido diretamente na chama do bico de Bunsen. o diâmetro de abertura fica entre 1 e 2cm e o cumprimento fica entre 5 e 20cm. Possui, geralmente, uma borda grossa na abertura, o que facilita o despejo de seu conteúdo em outros recipientes.
Placa de Petri - é um recipiente cilíndrico, achatado, de vidro, metal ou plástico que os biólogos utilizam para a cultura de micróbios.
Bico de Bunsen – é um dispositivo usado para efectuar aquecimento de soluções em laboratório. Este queimador, muito usado no laboratório, é formado por um tubo com orificios laterais, na base, por onde entra o ar, o qual se vai misturar com o gás que entra atraves do tubo de borracha.
Tela de Amianto - ou também rede de amianto é uma tela quadrada, com amianto prensado no centro no formato de um círculo. Tem a função de dar apoio a materiais de laboratório sobre tripés ou anéis em suporte e distribuir uniformemente o calor quando em aquecimento por bico de Bunsen ou mesmo aquecedores elétricos.
Alicate - é uma ferramenta articulada que serve fundamentalmente para multiplicar a força aplicada pelo usuário para incidi-la sobre o objeto desejado.
Espátula - é um utensílio de extremidade larga e plana que é utitlizado para mexer e misturar substâncias pastosas. Em laboratório, é usada para transferir substâncias sólidas, especialmente em pesagens.
Béquer - é um recipiente simples utilizado em laboratório. Béqueres são geralmente de formato cilíndrico com fundo chato e um bico em sua parte superior.[1] Eles são graduados, oferecendo medidas pouco precisas. Não há um tamanho padrão para esses materiais, podendo medir volumes muito pequenos, de poucos mililitros, até volumes maiores, com vários litros.
Balança de precisão - é um instrumento que mede a massa de um corpo.[2] A unidade usual para massa é o kg, por se tratar de uma unidade do SI. Portanto, o correto é dizer que as balanças medem as massas dos corpos e objetos, não o peso deles.[3]. Contudo, embora a função primária da balança seja medir a massa, há balanças que, por meio de relações matemáticas simples, podem informar o valor aproximado do peso de um corpo.
Papel Tornassol - é um indicador solúvel em água extraído de certos líquens. Torna-se vermelho em condições de baixo pH, ácidas, e azul em condições de alto pH, básicas.
REAGENTES
Solução de Ferricianeto de potássio - é classificado como um sal neutro. Sua fórmula é K4 [Fe(CN)6]. Apresenta propriedades tóxicas. Ferrocianeto de potássio pode ser critalizado a partir de uma solução supersaturada, formando o chamado "Prussiato vermelho".
Solução de Fenolftaleína - é um indicador de pH com a fórmula C20H14O4. Apresenta-se normalmente como um líquidoincolor. É solúvel em água liberando íons H+ e OH-.
Agar-ágar - é insolúvel em água fria, porém, expande-se consideravelmente e absorve uma quantidade de água de cerca de vinte vezes o seu próprio peso, formando um gelnão-absorvível, não-fermentável e com importante característica de ser atóxico.
Hidróxido de Sódio - também conhecido como soda cáustica, é um hidróxidocáustico usado na indústria, principalmente como base química, na fabricação de papel, tecidos, detergentes, alimentos e biodiesel.
Dicromato de Sódio - comercialmente também chamado de bicromato de sódio, é o composto químico com a fórmula Na2Cr2O7.
Cloreto de Sódio - popularmente conhecido como sal ou sal de cozinha, é uma substância largamente utilizada formada na proporção de um átomo de cloro para cada átomo de sódio.
Ácido Clorídrico - é uma solução aquosa, ácida e queimativa, devendo ser manuseado apenas com as devidas precauções. Ele é normalmente utilizado como reagente químico, e é um dos ácidos que se ioniza completamente em solução aquosa.
Água destilada - é a água que foi obtida por meio da destilação (condensação do vapor de água obtido pela ebulição ou pela evaporação) de água não pura (que contém outrassubstâncias dissolvidas).
Hidróxido de Potássio - também conhecido como potassa cáustica é um hidróxidocáustico que tem a seguinte fórmula química: (KOH). Apresenta-se como um sólido branco, relativamente translúcido e em escamas finas praticamente incolor. Sua agregação está sempre em estado sólido.
Carbonato de Sódio - Na2CO3, é um sal branco e translúcido, usado principalmente na produção de vidro, em sínteses químicas e em sabões e detergentes, em ordem de importância.
Nitrato de Potássio - O composto químico nitrato de potássio ou, erroneamente, embora comercialmente usado, nitrato potássico é um nitrato cuja fórmula é KNO3.
Ácido Nítrico - que tem a fórmula molecular HNO3, é um ácido de elevado grau de ionização e volátil à temperatura ambiente. É produzido industrialmente pelo processo Ostwald.
Fosfato de Sódio - são genericamente os compostos químicos de sódio e fósforo, contendo oxigênio nos ânions.
Oxalato de Sódio - ou comumente chamado oxalato de sódio é o sal de sódio do ácido oxálico, é um composto químico com a fórmula molecularNa2C2O4.
Tiocianato de Sódio - (também conhecido como sulfocianato, tiocianeto, sulfocianeto ou ainda rodaneto) é o ânion, [SCN]−. Compostos comuns incluem os sais incolores tiocianato de potássio e tiocianato de sódio. Compostos orgânicos contendo o grupo funcionalSCN são também chamados tiocianatos.
Ácido Sulfúrico - H2SO4, é um ácido mineral forte. É solúvel na água em qualquer concentração.
4PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS
a) Reação do ferro com vários reagentes aquosos 
Colocou-se, com cuidado, um prego limpo e polido em cada um de cinco tubos de ensaio disponíveis para o seu grupo. Em cada tubo, colocou-se solução dos reagentes indicados na tabela (Grupo A, Grupo B e Grupo C), até que o prego fique imerso na solução. Ao 5º grupo colocou água destilada. O grupo prepararou apenas uma série de tubos (ou do Grupo A, ou B ou C). 
Verificou se a solução é acida ou básica utilizando papel tornassol. Deixou os pregos dentro das soluções de um dia para outro e passe para a parte (b). 
Após as soluções e os pregos terem permanecido em contato de um dia para o outro, observou-se e anotou-se as modificações que ocorreram. Adicionou-se a cada solução duas ou três gotas de solução de ferrocianeto de potássio 0,10 mol/L e observe qualquer alteração. Compare os resultados obtidos com os dos colegas que usaram outros grupos de reagentes. Organizou-se uma tabela com todos os resultados. 
Em um tubo de ensaio, colocou-se cerca de 2mL de solução de sulfato de ferro(II). Em seguida adicionou-se2 ou 3 gotas de solução de ferrocianeto de potássio. Agitou-se o tubo, observou e anotou. Comparou-se esse resultado com o obtido quando o ferrocianeto de potássio foi acrescentado às várias soluções que continham os pregos e interprete. 
b) Reações que envolvem pares metálicos: dois metais em contato 
Preparou-se cerca de 100 mL de solução de ágar-ágar, procedendo da seguinte maneira: aqueceu até a ebulição, cerca de 100 mL de água destilada (utilize um béquer de 250 mL). Retirou o bico de Bunsen debaixo do béquer e acrescente, com agitação, 1 gde de ágar-ágar em pó. Continuou aquecendo e agitando com mabagueta até que o ágar-ágar se tenha dispersado completamente em água. 
Acrescentou-se à solução de ágar-ágar cerca de 5 gotas de ferrocianeto de potássio e 3 gotas de fenolftaleína. Misture bem com a bagueta. Enquanto a solução ficou esfriando, lixou4 pregos até que ficou brilhantes e sem qualquer vestígio de ferrugem. Evitou-se engordurá-los após esta etapa. Colocou um dos pregos de um lado de uma placa de Petri. Dobre o 2º prego em ângulo reto com o auxílio de um alicate. Em seguida colocou ao lado do 1º prego tomando cuidado para que ambos não se tocassem. Enrolou um pedaço de fio de cobre (previamente lixado) em volta do 3º prego. Retirou o prego e estirou-se um pouco a espiral de cobre de maneira que, ao introduzir novamente o prego, ambos ficassem em contato direto, o máximo possível. Colocou então esse prego com a espiral de cobre no outro lado da placa de Petri. Repitiu-se o mesmo processo utilizado uma fita de zinco ou de magnésio enrolada no 4º prego. Colocou-o próximo ao prego no 3, tomando cuidado para que não se tocassem. Com a solução de ágar-ágar ainda fluida, derramou-a cuidadosamente nas placas de Petri, até que os pregos e metais ficassem completamente cobertos. 
Fez observações periódicas durante o resto do tempo da aula. Guardou as placas e observou novamente no dia seguinte. Para cada um dos pregos examinados, fez um resumo de suas observações, interpretou os resultados obtidos.
5RESULTADOS E DISCUSSÃO
 (
09
)5.1 Observações do dia seguinte. 
Os pregos submersos em soluções ácidas apresentão maior tendência a corrosão se comparado aos pregos submersos em meios básicos.
Os pregos submersos nos tubos: 
A5, A3, C2, C3 apresentam formação de fuligem (Fe³+ ).
A1, A2, B1, C1, B2 não apresentam corrosão pois o liquido previne a reação.
A4, B3, B4, C4 apresentam uma corrosão lenta se comparado as outros pregos que se oxidaram.	
	As Tabelas 3 e 4 apresentam os resultados obtidos nas placas:
	
Tabela 3: Resultados obtidos na 1º placa.
	Região do prego
	Cor observada
	Indicação das áreas anódicas e catódicas
	Semi-reações
	Ponta
	Azul 
	Anodo Corrosão (ferrugem)
	Oxidação 
	Corpo
	Azul
	Anodo Corrosão (ferrugem)
	Oxidação
	Cabeça
	Azul
	Anodo Corrosão (ferrugem)
	Oxidação
Obs.: o prego curvado apresenta corrosão mais acentuada em sua curva.
Tabela 4 : Resultados apresentados na placa 2.
	Região do prego
	Cor observada
	Indicação das áreas anódicas e catódicas
	Semi-reações
	Ponta
	- 
	-
	-
	Corpo
	Rosa (no prego com fio de magnésio)
	Catodo
	
Redução
	Cabeça
	-
	 -
	-
Obs.: o fio de cobre não protege o prego contra corrosão.
 (
10
)6CONCLUSÃO
O objetivo desse relatório era mostrar como os metais reagem frente a meios ácidos e básicos como reconhecer a oxidação e familiarizar-se com as técnicas de investigação. Ficou claro que os objetivos buscados foram concretizados, pois os experimentos realizados confirmaram as hipóteses relatadas pela teoria e também mostram que os metais “menos” nobres protegem os mais nobres da corrosão, e que uma simples deformação pode acelerar o processo de corrosão.
Contudo a pratica foi bem proveitosa, fez com que o grupo desenvolve-se exatamente oque havia aprendido em aula teórica aprimorando os conhecimentos sobre oxirredução. 
BIBLIOGRÁFIA
http://pt.scribd.com/doc/16778646/ESTUDO-DA-CORROSAO-DO-FERRO
http://pt.wikipedia.org/wiki/Wikip%C3%A9dia:P%C3%A1gina_principal