Atividade da Unidade 3 - REAÇÕES QUÍMICAS

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ATIVIDADE UNIDADE 3
QUÍMICA GERAL E CIÊNCIAS DOS MATERIAIS
REAÇÕES QUÍMICAS
A degradação dos materiais é o resultado da sua interação com o ambiente. Esta interação degrada, em maior ou menor intensidade , as propriedades do material utilizado inclusive sua aparência. Os mecanismos de degradação são diferentes para os diferentes tipos de materiais. Nos metais ocorre a corrosão eletroquímica, nos materiais cerâmicos, o mecanismo presente é a dissolução química, e nos polímeros ocorre a degradação físico-química do material.
Vamos Praticar
Pesquise algum estudo em que foi identificado um mecanismo de corrosão, bem como uma alternativa para minimizar este fenômeno. Com base neste estudo, responda às seguintes questões:
Questão do estudo de caso
1. Apresente o processo de corrosão que foi avaliado na forma de um infográfico, trazendo as informações mais relevantes do estudo.
2. Foi identificada alguma forma de minimizar o processo de corrosão? Descreva qual foi o método desenvolvido para evitar/minimizar a corrosão.
3. Descreva suas principais conclusões sobre o estudo realizado.
Ao final disponibilize seu trabalho no fórum da seção.
Processo de Corrosão 
“Corrosão” é um termo que geralmente é empregado para se referir à destruição gradativa dos metais. Na realidade, porém, esse termo é bem mais amplo, pois existem três tipos de corrosões (química, eletroquímica e eletrolítica), que podem ou não ocorrer com metais, ocorrendo também com concreto e com polímeros, por exemplo. Mas a que iremos tratar aqui é a corrosão eletroquímica.
Essa corrosão envolve reações de oxidorredução que transformam os metais em óxidos ou em outros compostos. Por exemplo, como as imagens abaixo mostram, vemos no cotidiano a formação de ferrugem em objetos de ferro, a prata ficar mais escura com o tempo e a formação de uma camada verde, mais conhecida como azinhavre, sobre objetos feitos de cobre.
Metais corroídos – prata escurecida, azinhavre e ferrugem
Em todos esses casos ocorreu que o metal oxidou-se, isto é, perdeu elétrons, enquanto outra espécie química, como o oxigênio (O2) do ar, sofreu redução (ganhou os elétrons), causando a oxidação do metal.
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):
4Ag(s) + O2(g) + 2S2-(aq) + 4H+(aq) → 2Ag2S(s) +2H2O(?)
Essa camada insolúvel de sulfeto de prata tem coloração azulada ou ligeiramente violácea e, com o tempo, vai ficando preta.
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.
A corrosão dos metais é um processo que ocorre espontaneamente e causa anualmente grandes prejuízos econômicos para nossa sociedade. Objetos metálicos nos lares são perdidos, tais como utensílios e eletrodomésticos; nas indústrias, equipamentos e máquinas industriais precisam receber manutenção ou ser substituídos; há o risco de vazamentos de materiais poluentes para o meio ambiente em virtude da corrosão de tubulações e tanques, além de poder também ocorrer acidentes. Nas cidades, ocorre a corrosão de estruturas de pontes, edifícios, carros, navios e monumentos artísticos.
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.
Isso nos mostra que o maior prejuízo e a mais conhecida corrosão é a que ocorre com o ferro, formando a ferrugem. Mas como ela ocorre e de que é constituída a ferrugem?
O mecanismo completo da corrosão do ferro ainda não está completamente esclarecido, mas sabe-se que ela está relacionada à oxidação do ferro por meio de agentes oxidantes, que são a água e o oxigênio. Por isso, o ferro oxida-se facilmente quando é exposto ao ar úmido, principalmente se houver grande presença de água.
Bem, visto que o ferro possui potencial de oxidação maior que o do oxigênio, ele perde elétrons, ocorrendo a seguinte reação anódica:
Fe (s) → Fe2+ + 2 e-
Existem vários processos de redução que podem ocorrer, mas o da água é o mais significativo:
2 H2O + 2e– → H2 + 2OH–
Para que ocorra esse processo de oxirredução, deve haver contato elétrico entre a região anódica e catódica para que ocorra o fluxo de íons entre essas regiões e o circuito elétrico feche-se. Isso acontece como mostra a figura a seguir:
Os íons Fe2+ têm a tendência de migrar para a região catódica (polo negativo), enquanto os ânions OH- migram para o polo positivo (região catódica), ocorrendo 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 transforma-se 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
A presença da água favorece a formação da ferrugem porque possui íons dissolvidos, o que facilita o fluxo dos elétrons.
Apesar de tais perdas, os cientistas pesquisam constantemente várias técnicas que conseguem evitar essas corrosões, tais como o uso de pinturas protetoras, a produção de aço inoxidável e o uso de metais de sacrifício em técnicas conhecidas como galvanoplastia e galvanização.
 A maresia e o contato direto com a água do mar aceleram o processo de corrosão e tornam o navio enferrujado
Questão do estudo de caso
2. Foi identificada alguma forma de minimizar o processo de corrosão? Descreva qual foi o método desenvolvido para evitar/minimizar a corrosão.
Uso de pinturas protetoras, a produção de aço inoxidável e o uso de metais de sacrifício em técnicas conhecidas como galvanoplastia e galvanização.
3. Descreva suas principais conclusões sobre o estudo realizado.
O processo do mecanismo de corrosão está relacionada à oxidação do ferro por meio de agentes oxidantes, que são a água e o oxigênio. Ocorre a perda de e- devido ao contato do ferro e a água ocorrendo a corrosão