eletrotolise_corrosao_leitura_adicional
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Disciplina:Físico-química II212 materiais2.223 seguidores
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UNIVERSIDADE FEDERAL DE OURO PRETO

INSTITUTO DE CIÊNCIAS EXATAS E BIOLÓGICAS

DEPARTAMENTO DE QUÍMICA

ELETROQUÍMICA ELETROQUÍMICA \u2013\u2013
PRINCÍPIOS DE PRINCÍPIOS DE

LEITURA ADICIONAL

PRINCÍPIOS DE PRINCÍPIOS DE
ELETRÓLISE E CORROSÃOELETRÓLISE E CORROSÃO

QUI 116 QUI 116 \u2013\u2013 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:

\ufffd composição química do banho;
\ufffd temperatura do banho;
\ufffd 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) \u2192 \u3bde- x 96485C.mol-1

MM(elemento) (1 mol) \u2192 \u3bde- 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 \u2192 i.t (igual à carga, Q)

MM(elemento) (1 mol) \u2192 \u3bde- 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 (\u2206\u2206\u2206\u2206G < 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:
\ufffd concentração do agente corrosivo;
\ufffd 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) \u2013
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 \u2013 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,