eletrotolise_corrosao_leitura_adicional

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE OURO PRETO
INSTITUTO DE CIÊNCIAS EXATAS E BIOLÓGICAS
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA
ELETROQUÍMICA ELETROQUÍMICA ––
PRINCÍPIOS DE PRINCÍPIOS DE 
LEITURA ADICIONAL
PRINCÍPIOS DE PRINCÍPIOS DE 
ELETRÓLISE E CORROSÃOELETRÓLISE E CORROSÃO
QUI 116 QUI 116 –– TTurma 11urma 11
ELETRÓLISE
Quando a reação eletroquímica não é espontânea, é necessário ligar uma fonte
externa de corrente elétrica para forçar a reação ocorrer.
É necessário que a FEM fornecida seja maior que a FEM da célula eletrolítica.
Célula Eletrolítica
-+
e- e-
fonte externa
Eletrodo onde 
ocorrerá a oxidação
Eletrodo onde 
ocorrerá a redução
ânodo cátodo
-+
Eletrodeposição:
Deposição de um filme fino de metal sobre um objeto
O método permite o controle da espessura do metal depositado.
A peça a ser tratada é considerada o cátodo de uma célula eletrolítica que contém
uma solução conhecida como banho de deposição. Esta possui íons do metal que
se deseja depositar.
Exemplo:
Cromação
A célula eletrolítica é composta pelo cátodo (o material a ser recoberto pelo cromo),A célula eletrolítica é composta pelo cátodo (o material a ser recoberto pelo cromo),
pelo ânodo (eletrodo de cromo metálico), e por uma solução eletrolítica formada por
íons cromo, os quais serão reduzidos e depositados sobre a superfície a ser
recoberta.
A operação satisfatória de um banho de deposição requer o controle de, no mínimo,
três variáveis, a saber:
� composição química do banho;
� temperatura do banho;
� densidade de corrente entre 0,002 e 0,02 A.cm-2.
A massa molar da substância que está sendo reduzida corresponde a 1 mol da
mesma, que por sua vez é proporcional à constante de Faraday vezes o número
de mols de elétrons transferidos:
MM(elemento) (1 mol) → νe- x 96485C.mol-1
MM(elemento) (1 mol) → νe- x 96485C.mol-1
A corrente que passa pelo sistema, em unidade de A, vezes o tempo de
A quantidade do material eletrodepositado pela eletrólise pode ser determinada
pela seguinte relação:
A corrente que passa pelo sistema, em unidade de A, vezes o tempo de
deposição, em unidade de segundo, é igual à carga:
i. t = Q (A.s = C)
m(substância depositada) = x → i.t (igual à carga, Q)
MM(elemento) (1 mol) → νe- x 96485C.mol-1
Assim, encontra-se a massa da substância depositada sobre o cátodo, por meio 
da eletrodeposição
CORROSÃO
É a oxidação de um metal, que pode deteriorá-lo, diminuindo o seu tempo de vida
útil.
Principal responsável pela ocorrência da corrosão: umidade e oxigênio
A reação de corrosão ocorre espontaneamente (∆∆∆∆G < 0 e E > 0)
EXEMPLO: Corrosão do Ferro
1- Meio sem O22
2- Meio com O21 2
O2(g) + 4H+(aq) + 4e- 2H2O(l) Eo = + 1,23 V 
Fe2+(aq) + 2e- Fe(s) Eo = -0,44 V 
2Fe(s) + O2(g) + 4H+(aq) 2H2O(l) + Fe2+(aq) Eo = 1,67 V
Forma a ferrugem (Fe2O3)
Parâmetros que afetam a velocidade da corrosão:
� concentração do agente corrosivo;
� a condutividade do meio ao qual o metal está exposto.
Exemplo:
A corrosão metálica é acelerada em ambientes próximos ao litoral, devido à alta
umidade e a alta concentração iônica da atmosfera marítima.
Métodos de proteção à corrosão
a) Recobrimento do material metálico:
Uso de tintas ou outros tipos de metais mais nobres, aplicados por
eletrodeposição (galvanização)
A tinta forma uma película, tornando a superfície metálica impermeável à umidade
Galvanização: o recobrimento da superfície por metais com potencial de redução
menor que o potencial do material a ser recoberto impede o contato direto do metal
de base com o ambiente corrosivo.de base com o ambiente corrosivo.
Para que ocorra a deposição de um metal sobre o outro, é necessário que a
superfície esteja muito limpa e polida.
b) Adição de inibidores de corrosão ao meio eletrolítico:
Substâncias orgânicas que, ao serem adicionadas, provocam uma
acentuada diminuição do processo de corrosão.
Essas substâncias normalmente são moléculas que possuem pares de elétrons
capazes de interagir quimicamente com a superfície do metal (quimissorção) –
normalmente são compostos contendo grupos amina (aminas aromáticas) e/ou
tiouréias (contém enxofre)
Exemplo:Exemplo:
Adição de inibidores de corrosão no processo de decapagem ácida do aço,
usado para limpeza de sua superfície.
A peça é colocada em uma solução de HCl concentrada contendo inibidores de
corrosão.
Elementos agregados à superfície, como óxidos de ferro, são dissolvidos pelo
ataque químico ácido, enquanto o metal de base (aço) é pouco afetado.
c) Proteção catódica:
Utilização de um ânodo de sacrifício, barra metálica com Eo menor que o Eo do
metal que se quer proteger.
Exemplo:
A introdução de ânodos de sacrifício é uma prática comum na proteção de
carcaças de navios e de tubulações metálicas subterrâneas.
Materiais como Mg ou Al são conectados em localização conhecida ao material
primário da estrutura (usualmente aço) e são substituídos periodicamente em
função do seu desgaste.função do seu desgaste.
Assim o tempo de vida útil do material primário é aumentado.
d) Proteção Anódica (Passivação):
Quando o metal sofre um processo de oxidação em sua superfície, o óxido
formado funciona como uma camada de proteção.
Exemplos:
O alumínio oxida-se, na presença de oxigênio e umidade, formando uma
camada de óxido de alumínio sobre o alumínio metálico, servindo como uma
camada de proteção à contínua oxidação.
A mesma coisa acontece com o zinco, por isso o mesmo é utilizado na
galvanização do ferro e do aço.
Alguns Exemplos de Processos Eletroquímicos Industriais
1) Extração de metais a partir de seus minérios naturais.
2) Processos de proteção à corrosão
1) Extração de metais a partir de seus minérios naturais
a) Produção de zinco:
O material de partida é uma mistura rica em óxido de zinco, produzida por
tratamento térmico do minério.
Este material é dissolvido em ácido sulfúrico 10 % para purificação, isto é,
retirada de outros metais
A eletrólise da solução contendo sal de zinco é feita usando ânodos de prata ou
chumbo e cátodos de alumínio
b) Produção de Alumínio
Três etapas são essenciais para a produção do alumínio metálico:
a) Mineração da bauxita;
b) Remoção da alumina;
c) Redução do alumínio metálico.
O minério natural, contendo cerca de 50 % de Al2O3 é tratado com uma solução de
NaOH, sob pressão, para dissolver este produto na forma de aluminato e eliminar
impurezas insolúveis
Al2O3.3H2O + 2NaOH 2NaAlO2 + 4H2OAl2O3.3H2O + 2NaOH 2NaAlO2 + 4H2O
O aluminato é recristalizado em diversos ciclos, sendo o sólido calcinado a
temperatura superior a 1200 oC, formando Al2O3 com pureza superior a 99 %.
O óxido é reduzido eletroquimicamente a alumínio. Os ânodos são formados por
barras de carbono. A reação global da eletrólise é:
2Al2O3 + 3C 4Al(s) + 3CO2
2) Processos de proteção à corrosão
a) Recobrimento de zinco – Eletrogalvanização
Revestimentos de zinco são importantes na proteção de ferro e aço
A técnica de eletrodeposição do zinco apresenta vantagens como:
Facilidade de controle da espessura da película depositada;
Método com baixo custo
Os banhos de deposição podem ser:
Ácidos: Usados para recobrimento de lâminas e fios Ácidos: Usados para recobrimento de lâminas e fios 
Banhos ácidos produzem depósito de granulação mais grosseira.
Visando obter uma deposição mais fina, usa-se aditivos como glicerina,
fenóis, glicose, etc.
Alcalinos: Usados quando o objeto a ser recoberto apresenta forma irregular
Os banhos simples produzem depósitos finos, mas opacos.
Com a adição de pequenas quantidades de Hg, produzem depósitos 
com coloração esbranquiçada
Enquanto banhos contendo certos aditivos orgânicos são usados para 
produzir depósitos brilhantes, os quais são menos sujeitos à oxidação.
b) Recobrimento de níquel:
O níquel foi um dos primeiros metais depositados galvanicamente
É um material protetor muito importante, pois possui alta resistência ao ataque
químico, e possui coloração prateada
Não é atacado por soluções diluídas de ácidos,bases, e água.
O níquel eletrodepositado tem diversas propriedades que dependem das
condições de deposição e da composição do eletrólito.
Niquelação Fosca:Niquelação Fosca:
A aplicação da niquelação fosca é limitada, sendo usada na indústria
automobilística, para o tratamento de peças internas, que não devem refletir a
luz.
Niquelação Brilhante:
Ocupa o maior espaço na eletrodeposição, comparada à niquelação fosca.
Ao banho (chamado de banho de Watts) composto, por 310 g.L-1 de sulfato de
níquel, 50 g.L-1 de cloreto de níquel e 40 g.L-1 de ácido bórico é adicionado um
abrilhantador (sulfonamidas).
O banho de Watts sem o abrilhantador fornece a niquelação fosca.
c) Recobrimento de cromo:
O revestimento de cromo é usado para proteção e fins estéticos de produtos de
aço e de componentes à base de zinco em peças de carro.
Eletrodepósitos de cromo são:
Porosos e frágeis e, portanto e apresentam tendência a trincar.
Não apresentam brilho satisfatório.
Para evitar esses efeitos negativos, deposita-se uma camada preliminar de
níquel.
Camadas espessas de cromo eletrodepositado são utilizadas para proteçãoCamadas espessas de cromo eletrodepositado são utilizadas para proteção
contra corrosão e contra desgaste, sendo chamadas de cromo duro.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
1. E. A. Ticianelli, E. R. Gonzalez, Eletroquímica, Edusp, São Paulo, 2005.
2. J. W. Hilsdorf, N. D de Barros, C. A Tassinari, I. Costa,
Química Tecnológica, Cengage Learning, São Paulo, 2009.