Listas 1 e 2- Quimica

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QUÍMICA APLICADA 
Prof.: Fernando Barbieri 
 
 
 
 
Nome: Breno Gullo Silva Bueno R.A.: N525JA9 
 
 
 
Lista 1 de Exercícios: Lubrificação, Lubrificantes e Substâncias Lubrificantes 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SÃO JOSÉ DOS CAMPOS 
5º Semestre de 2021 
 
 
1.Porque é necessária a lubrificação em peças mecânicas? Quais seriam as consequências da falta de 
lubrificação em certas peças mecânicas? 
 
ENGENHARIAS MECÂNICA E MECATRÔNICA 
 
Reduzir o Atrito e o Desgaste, esfriar as partes mecânicas, proteger contra a ferrugem e a corrosão, vedar as 
partes em movimento, permitir um movimento livre, eliminar ruídos e sobretudo para prolongar a vida dos 
equipamentos. 
A falta de lubrificação causa uma série de problemas nas máquinas, dentre eles: 
a) Aumento do atrito; b) Aumento do desgaste; c) Aquecimento; d) Dilatação das peças; e) Desalinhamento; 
f) Ruídos; g) Grimpagem h) Ruptura das peças 
 
2. Qual é a relação entre a redução do coeficiente de atrito e o custo/benefício – o quanto se deseja ou 
necessita em aumento de vida útil da máquina e redução de consumo de energia? 
Atualmente a lubrificação é fator decisivo no poder de competitividade, sendo uma fonte de ganhos, 
proporcionando melhorias na performance dos equipamentos e principalmente na redução nos custos de 
manutenção: 
O coeficiente de atrito de superfícies não lubrificadas é superior a 0,5 podendo chegar até 7,0. Pode ser 
comparado com a resistência encontrada arrastando uma pedra irregular sobre um solo rochoso irregular; 
O coeficiente de atrito de superfícies em regime de lubrificação por camada limítrofe (óleo mineral puro) 
situa-se entre o das superfícies não lubrificadas e o das películas antidesgaste. É a situação típica de manchas 
e engrenagens em máquinas simples e de pouca responsabilidade. 
O coeficiente de atrito de películas anti desgaste/EP é de aproximadamente 0,1 a 0,2. Pode ser comparado à 
ação de arrastar uma pedra mais ou menos lisa sobre uma superfície rochosa plana(encontra-se tipicamente 
em engrenagens de máquinas operatrizes e motores de combustão interna). 
 
O coeficiente de atrito de uma película de atrito modificado é de aproximadamente 0,01 a 0,02. Pode ser 
comparado a patinação sobre o gelo. Este valor é encontrado tipicamente nos mancais de turbinas hidráulicas. 
 
3. Quais são os tipos de atritos existentes e dê exemplos de cada um? 
a) Deslizamento: tem-se o atrito de deslizamento quando uma superfície desliza e escorrega sobre a outra. 
b) Rolamento: tem-se atrito de rolamento quando um cilindro rola sem deslizar sobre uma superfície 
horizontal. Este cilindro tende a parar devido a força de atrito de rolamento que atua sobre ele. O atrito 
de rolamento é sempre menor que o atrito de deslizamento para superfícies de mesmo material e sob 
mesmas condições, portanto é mais fácil de vencer. 
c) Viscoso: ocorre no movimento de um corpo em um fluido ou entre duas superfícies em movimento 
relativo, separadas por uma fina película contínua de fluido. Há o deslizamento entre as moléculas do 
fluido e a resistência a esse deslizamento é o atrito fluido ou viscoso. Essa força tenta frear a camada 
mais rápida e acelerar a camada mais lenta e é chamada de resistência de cisalhamento. A soma de tais 
resistências constitui o atrito fluido ou viscoso. 
 
4. Quais são os tipos de lubrificantes existentes e dê exemplo de cada um? 
a) Lubrificantes gasosos : São de uso restrito geralmente em locais de difícil penetração ou em lugares 
onde não é possível a aplicação dos lubrificantes líquidos convencionais. Alguns dos lubrificantes 
gasosos utilizados são ar seco, nitrogênio e gases halogenados. Este tipo de lubrificação apresenta 
problemas devido às elevadas pressões requeridas para manter o lubrificante entre as superfícies além 
de problemas de vedação. 
b) Lubrificantes sólidos : O emprego de lubrificante sólido tem a finalidade de substituir a película fluida 
por uma película sólida, principalmente em casos de lubrificação limite. Grande resistência à pressão 
e a temperaturas elevadas. São utilizados em equipamentos que trabalham em altas temperaturas. Em 
certos casos são misturados com lubrificantes 
 
líquidos ou pastosos (graxas) para melhorar sua resistência ao calor gerado pelo atrito entre superfícies. 
Mais usados: grafite, bissulfeto de molibdênio e talco. 
c) Lubrificantes líquidos: 
i) Óleos minerais: São produzidos a partir do petróleo cru por destilação. Possuem composição 
variada formados por grande números de hidrocarbonetos (hidrogênio e carbono) e podem ser 
classificados segundo a origem como: naftênicos e parafínicos: 
ii) Óleos graxos: foram os primeiros lubrificantes a serem utilizados sendo que atualmente estão 
quase que 100% substituídos pelos óleos minerais. São óleos orgânicos de origem vegetal (óleo 
de rícino, de coco, de oliva, de semente de algodão, mamonas entre outros) ou animal (óleo de 
baleia, focas, mocotó, banha de porco e etc). 
iii) Óleos sintéticos. 
 
5. Para se atingirem as características desejadas em um óleo lubrificante, realizam-se análises físico-
químicas, que permitem fazer uma pré-avaliação de seu desempenho, quais são as principais análises 
visando o controle de qualidade dos lubrificantes 
a) Densidade; 
b) Ponto De Fulgor E Inflamação; 
c) Ponto De Névoa E Fluidez; 
d) Resíduo De Carbono; 
e) Perda Por Evaporação; 
f) Extrema Pressão; 
g) Viscosidade: Índice de Viscosidade. 
h) 
6. Como deve ser entendido o Índice de viscosidade (IV) de um óleo lubrificante? 
O método + comum para determinar ou avaliar o desempenho de viscosidade temperatura de um óleo é o 
sistema de Índice de Viscosidade (IV). 
 
O índice de viscosidade (IV) mede a variação da viscosidade com a temperatura. IV quanto maior o valor de 
IV de um óleo, menor será a variação da viscosidade desse óleo com a variação da temperatura. (menor será 
o efeito da temperatura sobre a viscosidade do produto). 
Cálculo: baseado nas medidas da viscosidade cinemática às temperaturas de 40º C e 100 º C. Por exemplo: se 
dois óleos, a uma determinada temperatura, possuírem a mesma viscosidade, quando resfriados ficará mais 
espesso aquele que possuir menor índice de viscosidade. 
7. Como se determina a classificação SAE de um óleo lubrificante? 
A SAE ( Society of Automotive Engineers ) desenvolveu um sistema de classificação baseado nas medições 
de viscosidade de carter somente com base na viscosidade. As demais características de um óleo não são 
consideradas. A classificação SAE é indicada por um número e quanto maior esse número mais viscoso é o 
lubrificante. 
Os óleos menos viscosos (mais finos) são classificados a baixas temperaturas de acordo com normas 
específicas para classificação de óleos para climas frios. Para estes óleos o grau SAE é acompanhado da letra 
W ( Winter = Inverno). 
Um óleo designado como SAE 10W–30 é um óleo multiviscoso, isto é, apresenta um IV suficientemente alto 
para se enquadrar numa especificação SAE para temperaturas baixas de partida e também se enquadra num 
grau SAE em temperaturas altas de trabalho. 
O óleo SAE 10W–30 é um óleo que se comporta como SAE 10W a baixa temperatura e como um óleo SAE 
30 a 100 ºC. 
Óleos de Verão: SAE 20, 30, 40, 50, 60 
Óleos de Inverno: SAE 0W, 5W, 10W, 15W, 20W, 25W 
Óleos multiviscosos (inverno e verão): SAE 10W-30, 20W-40, 20W-50, 15W-50 
 
8. Como deve ser interpretada uma classificação SAE de um óleo lubrificante do tipo 20W50? 
 
O óleo SAE 20W–50 é um óleo que se comporta como SAE 20W a baixa temperatura e como um óleo SAE 
50 a 100 ºC. 
 
9. O gráfico mostra a variação da viscosidade cinemática em centistokes com a temperatura em ºC de 
um óleo lubrificante. Determine o índice de viscosidade (IV) e a classificação SAE desse óleo. 
υ100 L H 
14,3 273,0 139,6 
ν40 = 168 cS=> U 
ν100 = 14,3 cS => Tabela { L = 273 cS ; H =139,6 cS 
IV = 
273 − 168
273 − 139,6
X 100 
IV = 78,7 ≃79. 
Viscosidade 100°C 14,3 sS = SAE 40. 
 
10. O gráfico mostra a variação da viscosidade cinemática em centistokes com a temperatura em ºC de 
um óleo lubrificante. Determine o índice de viscosidade (IV) e a classificação SAE desse óleo. 
υ100 L H 
8,80 118,5 68,79 
ν40 = 73,3 cS => U 
ν100 = 8,8 cS => Tabela { L = 118,5 cS ; H = 68,79 cS 
IV = 
118,5 −73,3
118,5 − 68,79
X 100 
 
IV = 70,9 ≃91. 
Viscosidade 100°C 8,8 sS = SAE 20. 
 
 
11. Se um determinado óleo lubrificante apresentar a 40 °C viscosidade 58,6 cS e a 100 °C viscosidade 
7,6 cS; pode-se afirmar que o IV do mesmo será aproximadamente:. 
ν40 = 58,6 cS => U 
ν100 = 7,6 cS => Tabela { L = 91,04 cS ; H = 55,09 cS 
IV = 
91,04−58,6
91,04− 55,09
X 100 
IV = 90 c) 
12. O gráfico abaixo representa a variação da viscosidade em centistokes com temperatura em °C de 
um determinado óleo lubrificante. Determine o índice de viscosidade e a classificação SAE desse óleo de 
acordo com as tabelas: É dada a tabela a seguir: 
ν40 = 170 cS => U 
ν100 = 15 cS => Tabela { L = 296,5 cS ; H = 149,6 cS 
IV = 
296,5 −170
296,5 − 149,6
X 100 
IV = 86,1 ≃86. 
Viscosidade 100°C 15 sS = SAE 40. 
13. Se um determinado óleo lubrificante apresentar a 40 °C viscosidade 48,6 cS sua classificação ISO 
VG será: 
 
Viscosidade 40°C 48,6 sS = ISO 46. 
 
14. O índice de viscosidade (IV) mede a variação da viscosidade com a temperatura. IV à quanto maior 
o valor de IV de um óleo, menor será a variação da viscosidade desse óleo com a variação da 
temperatura. (Menor será o efeito da temperatura sobre a viscosidade do produto). 
 
A) 
IV = 
321,1 −216
321,1 − 160,1
X 100 
IV = 65,1 ≃65. 
B) 
IV = 
321,1 − 62
321,1 − 160,1
 X 100 
IV = 98,8 ≃99. 
O melhor óleo é o B. 
15. Se um determinado óleo lubrificante apresentar a 100 °C viscosidade igual a 24,6 cS, sua 
classificação SAE será: 
 
Viscosidade 100°C 24,6 sS = SAE 60. 
Resposta e). 
 
16. O que são graxas e quais suas funções? 
Trata-se de um produto semi-fluído ou pastoso, constituído de um agente espessante (sabão 
metálico) disperso em uma mistura de óleo mineral ou sintético (85 – 90%). Ação: Forma-se um arranjo no 
qual o óleo que compõe a graxa fica preso numa trama tridimensional de fibras de sabão que se assemelha aos 
pelos de uma escova. Uma graxa satisfatória para uma dada aplicação deve cumprir os seguintes requisitos: 
• Reduzir a fricção e o desgaste dos elementos do equilíbrio, sob as várias condições de operação; 
• Proteger contra ferrugem e corrosão; 
• Evitar que poeira, água e outros contaminantes penetrem nas partes lubrificantes 
• Não derramar, não gotejar e permanecer onde necessários nas partidas e nas operações intermitentes; 
• Tolerar certo grau de contaminação sem perda significativa de eficiência. 
• Lubrificar locais em que o uso de óleo não seria possível, pois devido a sua fluidez o óleo não ficaria retido 
entre as superfícies a serem lubrificadas. 
17.Quais são os três processos básicos de fabricação de uma graxa? 
Fabricação: Existem três processos básicos de fabricação: 
a) Tachos: por tradição, a fabricação de graxas tem sido feita na forma de um processo de bateladas realizado 
em grandes tachos. As capacidades destes tachos variam de 4500 kg a 22600 kg. 
b) Tacho e Reator: este processo é muito parecido com o de tacho, com a vantagem de reduzir enormemente 
o tempo de fabricação das graxas. 
c) Contínuo: este processo nasceu em meados dos anos 60, é compacto e versátil,oferecendo vantagens sobre 
o processo de bateladas, como sua homogeneidade e estabilidade ao cisalhamento. É patente da Texaco. 
 
18. Para se atingirem as características desejadas em uma graxa lubrificante, realizam-se análises físico-
químicas, que permitem fazer uma pré avaliação de seu desempenho, quais são as principais análises? 
Propriedades Físico-Químicas das Graxas 
Consistência de Graxas: É a característica que a graxa possui de resistir à deformação. É a propriedade mais 
importante das graxas podendo ser comparada, por analogia, à viscosidade no caso dos óleos lubrificantes. 
Ponto de gota: É a temperatura na qual a graxa passa do estado sólido para o estado líquido. O ponto de gota 
é utilizado para indicar a temperatura máxima que a graxa pode ser utilizada. É utilizado para identificar a 
graxa e para estabelecer limites de qualidade na manufatura desta 
19. Baseada nos valores de penetração trabalhada, o National Lubricating Greases Institute (NLGI), 
como é a classificação de acordo com a consistência? 
Classificação: 
• Baseada nos valores de penetração trabalhada, o National Lubricating Greases Institute (NLGI), sua 
classificação é dividida em nove tipos de acordo com a consistência (Tabela 8) ; 
• O conhecimento da consistência da graxa é importante para sua escolha; 
• No Brasil, onde a temperatura ambiente não atinge extremos muito rigorosos, é mais empregada a graxa 
NLGI2; 
• Em locais onde a temperatura é mais elevada, emprega-se a NLGI 3 e onde a temperatura é mais baixa , a 
NLGI 1; 
20. Dê uma aplicação prática no seu dia –a –dia (seu local de trabalho ou casa) de lubrificantes e graxas. 
Utilização de WD-40 para lubrificação e melhora do atrito de roscas e porcas de parafusos em gerais. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ICET – Instituto de Ciências Exatas e Tecnologia Química Aplicada - 
Prof. Barbieri 
2 Lista de Exercícios - QA 
Questão 1. O que é corrosão e suas conseqüências? 
A corrosão é um tipo de degradação espontânea e irreversível em 
um material metálico. 
Suas consequências da Corrosão são: 
• Reposições e consequentes despesas com minérios, energia e 
mão de obra; 
• Custos e manutenção de processos de proteção; 
• Emprego de materiais mais caros (ex:aço inoxidável) em 
substituição a 
outros mais baratos; 
• Superdimensionamentos; 
• Interrupções na produção; 
• Perdas de produtos; queda de rendimento; 
• Contaminações de produtos; 
• Eventuais riscos em potencial de acidentes e poluições de 
ambientes de 
trabalho; 
 
Questão 2. Explique sobre a instabilidade termodinâmica dos metais. 
 
A instabilidade termodinâmica dos metais em geral, faz com que os mesmos 
apresentem a tendência natural de atingirem um estágio mais estável por 
meio de formação de compostos metálicos (minérios). 
• O processo espontâneo (natural) é chamado CORROSÃO e ocorre devido a 
reação (eletroquímica) do metal com os agentes presentes no meio 
considerado. 
• Por exemplo o ferro elementar é termodinamicamente instável, como os 
demais metais, e tende a voltar ao seu estado mais estável (oxido) oxidando 
(processo corrosivo), sendo esta a causa básica da corrosão. 
 
 
Questão 3. Explique sucintamente sobre: 
 
- Corrosão atmosférica 
 
O processo da corrosão atmosférica progride por uma reação eletroquímica na qual o eletrólito é a 
umidade do ar. A umidade deposita-se por precipitação ou condensação como orvalho sobre as superfícies 
expostas com a redução de temperatura 
- Corrosão uniforme 
 
O termo corrosão uniforme é dado justamente por que ela ocorre de maneira igual em toda a superfície 
metálica que está exposta ao meio corrosivo. Ela ocorre devido à micropilhas de ações localizadas e gera 
uma perda de material homogênea em toda a superfície. 
- Corrosão por placas 
 
Corrosão por placas: Esse tipo de corrosão é localizada, com formação de placas com escavações, devido 
aos descolamentos das mesmas, que se desprendem progressivamente. Geralmente em metais 
passivados, onde a película protetora, formada inicialmente, se desprende por já estar muito espessa pela 
ação da gravidade. 
 
 
- Corrosão por pites 
 
A corrosão por pites, ou pite, é uma forma de corrosão extremamente localizada que leva à geração de 
pequenosfuros no metal. A ruptura localizada da camada passiva e o ataque corrosivo restrito a um ou 
mais pontos pode levar à perfuração da superfície exposta do aço, e a isso denomina-se “corrosão por 
pites”. 
- Corrosão por lixiviação 
 
Surgem laminas de material oxidado que se espalham pelo interior do metal atingindo as camadas mais 
profundas. 
- Corrosão erosão 
 
Podemos dizer que o fluído gera um processo de corrosão superficial que forma um filme na superfície 
(produto de corrosão). Este é rapidamente removido pela ação das partículas sólidas, gerando um 
processo de desgaste bastante acelerado. 
- Corrosão sob tensão 
 
Corrosão Sob Tensão é um termo utilizado para descrever falhas de serviço em materiais. Ocorre por uma 
trinca de propagação lenta, induzida pelo ambiente de trabalho. A propagação das trincas é o resultado da 
sinérgica interação de tensões mecânicas e reações de corrosão 
- Corrosão por frestas 
 
O processo de corrosão em frestas, similarmente à corrosão por pites, também é acelerado devido a uma 
relação de áreas anódicas extremamente desfavoráveis, isto é uma pequena área anódica onde ocorre a 
corrosão e uma grande área catódica, onde há o consumo de elétrons e evolução de oxigênio, em meios 
aquosos. 
- Corrosão em ranhuras 
 
Onde houver defeitos com cantos vivos, locais para depósito de solução aquosa ou exposição do material 
não protegido, podem ocorrer essa corrosão. 
As ranhuras muitas vezes passam despercebidas em manutenções e só são vistas quando o material 
oxidado aflora na superfície. 
- Corrosão galvânica 
 
Esse tipo de corrosão ocorre devido a formação de uma pilha eletrolítica quando utilizados metais 
diferentes. As peças metálicas podem se comportar como eletrodos e promover os efeitos químicos de 
oxidação e redução. 
 
Questão 4. Como funciona a ferrugem? Explique. 
Com a combinação química de ferro (Fe) com oxigênio (O2). A umidade do ar também é importante, já 
que é por meio da água (H2O) que os elétrons são transferidos na reação. Da mistura de Fe, O2 e H2O 
resulta o óxido de ferro, nome da popular ferrugem. O processo é acelerado nas regiões litorâneas, 
devido ao sal da maresia, que facilita a migração de elétrons de um elemento para o outro. 
 
Questão 5. Experimentalmente como foi determinado o potencial de redução de metais através 
de um eletrodo padrão como o hidrogênio? 
 
Para as medidas eletroquímicas, foi arbitrariamente como padrão o denominado ELETRODO-PADRÃO ( 
ou NORMAL) de HIDROGÊNIO, ao qual foi atribuído também arbitrariamente, o potencial de zero volt. 
 
 
 
 
 
Questão 6. Considere a pilha galvânica representada a baixo: 
Calcule a ddp da seguinte pilha 
 
 
Ni / Ni+2 // Cu+2 / Cu 
 
 
Co / Co+2 // Au+3 /Au 
 
 
 
Zn / Zn+2 // Cu+2 /Cu 
 
 
 
Questão 7. Analisando-se os potenciais-padrão de redução (E0), podemos dizer que o Al0 poderá 
doar elétrons em uma pilha para: 
 
a) Na+ 
b) Mg2+ 
c) Zn2+ 
d) K+ 
e) Li+ 
 
Questão 8. Considere a pilha galvânica representada a baixo: 
 
Ni0 / Ni+2 // Cu+2 / Cu0 
Calcule: 
1. Quais as semi-reações e a global? 
2. Quem é o catodo e o anodo? 
3. Quem se oxida e se reduz? 
4. Qual o sentido dos elétrons pelo fio condutor? 
5. Qual o sentido dos íons pelo circuito interno? 
6. Qual solução irá se diluir e se concentrar? 
 
 
 
 
 
Questão 9. Sabendo-se que o cobalto pode ceder elétrons espontaneamente para o íon Au+3, pede-se: 
Co0 / Co+2 // Au+3 / Au0 
Calcule: 
1. Quais as semi-reações e a global? 
2. Quem é o catodo e o anodo? 
3. Quem se oxida e se reduz? 
4. Qual o sentido dos elétrons pelo fio condutor? 
5. Qual o sentido dos íons pelo circuito interno? 
6. Qual solução irá se diluir e se concentrar? 
 
 
 
 
Questão 10. A corrosão de ferro metálico envolve a formação envolve a formação de íons Fe2+. Para 
evitá-la, chapas de ferro são recobertas por uma camada de outro metal. Em latas de alimentos a camada 
é de estanho metálico e em canos d'água, de zinco metálico. 
 
Explique por que: 
a) a camada de zinco evita a corrosão de canos d'água; 
 
O zinco por apresentar menor potencial de redução que o cano de ferro, atua 
como eletrodo de sacrifício, ele é corroído enquanto o ferro está a salvo no estado reduzido. 
 
b) quando a camada de estanho é danificada, expondo a camada do ferro, a corrosão 
acontece mais rapidamente do que quando a referida camada está ausente. 
 
Este fato ocorre devido ao estanho ter maior tendência a se reduzir frente ao ferro, este último em contato 
com o oxigênio atmosférico terá uma rápida oxidação 
 
Dados: Potenciais padrões de redução a 25°C. 
Zn2+ + 2e → Zn(s) E0 = - 0,763 V Fe2+ + 
2e → Fe(s) E0 = - 0,409 V Sn2+ + 2e → 
Sn(s) E0 = - 0,136 V 
 
Questão 11. Nas semi-reações: 
Ni2+ (aq.) + 2 e → Ni0 (s) Ag+1 
(aq.) + 1 e → Ag0 (s) 
A ddp da pilha, o cátodo e o ânodo são, respectivamente: 
Dados: E°red.Ag = + 0,80V; E°red.Ni = - 0,24V (a 25°C e 1 atm.) 
 
a) + 1,04 V, prata, níquel. 
b) + 1,04 V, níquel, prata. 
c) - 0,56 V, prata, níquel. 
d) - 1,04 V, níquel, prata. 
e) + 0,56 V, prata, níquel 
 
Questão 12. O que é Proteção catódica e Proteção anódica. 
 
A proteção anódica é uma técnica de proteção contra a corrosão muito parecida com a catódica. A diferença 
consiste, basicamente, no esquema de ligação entre o retificador, os ânodos inertes e a estrutura metálica 
a ser protegida. 
 
Questão 13. Quais sãos os tipos de revestimento que servem para minimizar o processo de corrosão. 
 
Revestimentos orgânicos finos - tintas – são os mais usados para proteção à corrosão devido ao baixo custo 
para o grau de proteção conseguido. Um bom sistema de pintura inclui uma limpeza adequada, a aplicação 
de uma base e uma camada externa de acabamento.