Corrosão

Oxidação: M Mx+ + x e-

É um processo de oxidação de um metal devido a um agente natural (O2, H2O, CO2, H2S) provocando alteração na superfície metálica.

CorrosãoO que é corrosão?

Exemplo da corrosão do cobre :

2 Cu + H2O + O2 + CO2 → Cu(OH)2 + CuCO3

azinhavre

(composto esverdeado)

Corrosão

Principal exemplo de corrosão é o Fe.

local da oxidação: Fe → Fe2+ + 2 e-

local da redução: ½ O2 + H2O + 2 e- → 2 OH-

Fe + ½ O2 + H2O → Fe2+ + 2 OH-

Corrosão

Corrosão

Gota de água

O2O2

Fe2+

Anodo

Catodo

Catodo

OH-OH-

e-e-e-

e-e-

e-e-

e-

e-e-

**********

Ferrugem

Fe2+(aq) + 2 OH-

(aq) → Fe(OH)2 (s).

½ O2 + H2O + 2 e- → 2 OH- E= + 0,40 V

Fe + 2 OH- → Fe(OH)2 + 2 e- E= +

0,877 V Fe + ½ O2 + H2O → Fe(OH)2 E= 1,277 V

Corrosão do ferro formando o Fe(OH)2

Corrosão

½ O2 + H2O + 2 e- 2 OH- E= 0,40 V

2 Fe(OH)2 + 2 OH- 2 Fe(OH)3 + 2 e- E= 0,56

V 2 Fe(OH)2 + ½ O2 + H2O 2 Fe(OH)3 E= 0,96 V

Corrosão do ferro formando o Fe(OH)3

Corrosão

Fe + ½ O2 + H2O Fe(OH)2 E= 1,277 V

2 Fe(OH)2 + ½ O2 + H2O 2 Fe(OH)3 E= 0,96 V

Comparando a espontaneidade de formação do

Fe(OH)2 e Fe(OH)3

+ espontâneo

ΔG = - n .F. ΔE

Corrosão

Corrosão

Formação de oxido de ferro (III)

2Fe(OH)2(s) + O2(g) 2Fe2O3.H2O(s)+ 2H2O(l)

preto

A atração entre Fe2+ e 2 elétrons é diminuída

pela presença de íons Cl- na gota.

Ou seja, aumenta a mobilidade dos íons

Fe2+em presença de íons Cl-.

CorrosãoPor que nas regiões litorâneas a corrosão é mais

rápida?

Corrosão

O2 O2

Fe F

e

H2O

Fe2+Fe2

+

Fe(OH)2

OH-

e-e- e-e-

Fe(OH)2

O ferro, sofre oxidação formando Fe2+.

A mobilidade do Fe2+ é diminuída pois temos atração do ferro com o elétron.

Corrosão

O2 O2

Fe F

e

H2O

Cl-

Cl-

Cl-Cl-

Fe2+ Fe2

+

Fe2

+Fe(OH)2

OH-

e-e-

Fe2

+

e-

Sob ação da maresia o íon cloreto irá diminuir a força de atração Fe2+versus e- propiciando assim uma maior mobilidade do Fe2+.A formação do hidróxido ocorre de forma natural segundo a equação:

Fe(OH)2

--

22OH2→e2+OH+O

2

1

Havendo uma mobilidade maior do Fe2+ haverá uma maior interação com OH-.Esta mobilidade possibilita maior movimentação dos e-, favorecendo a formação do OH-.

Desta forma a produção de ferrugem é acelerada:

Cl-

Fe2+ + 2 OH¯ Fe(OH)2

atrair repelir

Cl - : acelera a formação de Fe(OH)2

Conclusão:

O íon Cl¯ atua como um catalisador porque

acelera a formação de Fe(OH)2.

CorrosãoPor que nas regiões litorâneas a corrosão é mais

rápida?

A corrosão do alumínio forma Al2O3 que é

uma película fina que fica aderida à superfície do

metal evitando a oxidação do alumínio.

4 Al + 3 O2 2 Al2O3 (composto iônico)

película aderente

(pó fino que preenche os poros do metal)

CorrosãoDiferença entre a corrosão do Ferro e Alumínio:

A corrosão do ferro forma a ferrugem

que não fica aderida na superfície do

metal, ou seja, a ferrugem (mistura de

Fe(OH)2, Fe(OH)3 e água) não preenche os

poros do ferro.

CorrosãoDiferença entre a corrosão do Ferro e Alumínio:

Como evitar a ferrugem ?

1. Tinta = Zarcão Pb3O4

2. Ferro revestido de estanho (lata, folha de Flandres)

3. Metal de Sacrifício

Corrosão

CorrosãoComo evitar a ferrugem ?

1. Tinta = Zarcão Pb3O4

CorrosãoComo evitar a ferrugem ?

2. Ferro revestido de estanho (lata)

Metal que tem alto poder de oxidação (cátion do metal tem pequeno potencial de redução).

M Fe

Maior potencial de

oxidação

Corrosão

3. Metal de Sacrifício

Como evitar a ferrugem ?

Exemplo de corrosão sem o metal de sacrifício

Fe Fe2+ + 2 e-

½ O2 + H2O + 2 e- 2 OH-__________________________________

Fe + ½ O2 + H2O Fe(OH)2

CorrosãoComo evitar a ferrugem ?

3. Metal de Sacrifício

Metal de sacrifício soldado em casco de

navio (Mg)

CorrosãoComo evitar a ferrugem ?

3. Metal de Sacrifício

CorrosãoComo evitar a ferrugem ?

3. Metal de SacrifícioMetal de sacrifício (96Kg)Plataforma de petróleo

Semi-equação de oxidação : Mg Mg2+ + 2 e-

Semi- equação de redução : Fe2+ + 2 e- Fe (s)

Exemplo de corrosão com o metal de sacrifícioCorrosão