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INSTITUTO FEDERAL DE ALAGOAS CAMPUS MACEIÓ GERÊNCIA ACADÊMICA DE TECNOLOGIA INDUSTRIAL COORDENAÇÃO DE QUÍMICA Corrosão - Professor Demetrius P. Morilla
Aluno: Everton Vieira Lopes Silva, 29 Turma: 714-A
1. Qual a diferença existente entre corrosão química e corrosão eletroquímica?
Na corrosão eletroquímica, há formação de uma pilha, com circulação de elétrons na superfície metálica, necessariamente presença de água no estado líquido, e a grande maioria ocorre na temperatura ambiente; já na corrosão química, há interação direta entre o metal e o meio corrosivo, ausência de água líquida e temperaturas, em geral elevadas.
2. Por que erosão (apenas) não é considerada corrosão? Por que a erosão acelera um
processo corrosivo?
A erosão retira mecanicamente partículas do material. Tem-se um processo eminentemente físico, e não químico ou eletroquímico, que seriam necessários para caracterizar a corrosão. A erosão acelera um processo corrosivo, pois a película produzida pela corrosão é removida pela erosão expondo a superfície a novo desgaste corrosivo.
3. O que é corrosão intergranular?
A corrosão intergranular é a corrosão que se processa entre os grãos da rede cristalina do material metálico, que perde suas propriedades mecânicas e pode fraturar quando solicitado por esforços mecânicos. Os grãos vão sendo destacados à medida que a corrosão se propaga.
4. Em uma fábrica foi feita uma tubulação de ferro contendo juntas (ligação entre tubos de ferro) feitas de cobre. Nessa tubulação passa uma solução aquosa. Esta empresa está sofrendo de problemas de corrosão na tubulação. Imagine que você foi chamado para resolver o problema. Faça então um relatório para o dono da empresa explicando porque está ocorrendo corrosão, quais as partes da tubulação mais afetadas e uma solução para o problema.
Sistema: Tubulação de água Material: Tubos: ferro - carbono; Juntas: cobre Observações: Intenso processo corrosivo na região próxima às juntas Causa: Corrosão galvânica, provocada pelo contato de dois metais diferentes (cobre e ferro), que causa a corrosão do metal de maior potencial de oxidação : ferro (ânodo). Solução: Limpeza das áreas com corrosão, substituição do material corroído. Substituição das juntas de cobre, por material anódico ao aço-carbono, como alumínio ou zinco.
5. Qual é a diferença entre proteção anódica ou proteção catódica contra a corrosão? Explique a operação de cada processo.
Proteção anódica: É uma forma de inibir a reação anódica (oxidação do ferro). O procedimento mais comum é revestir a superfície do metal por uma camada de tinta ou de óxido protetor. O método atual consiste em oxidar a superfície do ferro com um sal de cromo (IV) para formar o ferro (III) e cromo(III). Estes óxidos são impermeáveis a água e ao oxigênio, e a oxidação do ferro (reação anódica) torna-se impossível. Proteção catódica: É uma forma de proteger o metal da corrosão, forçando-o a ser o cátodo, não o ânodo, de uma pilha eletroquímica. Usualmente se acopla o metal a outro, que possui um maior potencial de oxidação, isto é, oxida-se mais facilmente. O melhor exemplo é a galvanização, onde o ferro é revestido por zinco. Esta película de zinco se oxida antes do ferro - ela é chamada de ânodo de sacrifício. Poderia ser acoplada através de um fio condutor, como é o caso das barras de magnésio ligadas aos emissários submarinos.
6. Depois de construir um esquema que represente o processo de corrosão do sistema aço carbono/ácido sulfúrico aerado, responda as questões seguintes: a). Mostre no seu esquema a movimentação de cargas da pilha.
b). Quais as reações da pilha?
- REAÇÃO ANÓDICA: Fe Fe+2 + 2e
- REAÇÃO CATÓDICA: 2H+ + ½ O 2 + 2e H 2 O 7. Depois de construir um esquema que represente o processo de corrosão interna da chaparia em alumínio de um tanque de armazenamento de sulfato de cobre, responda as questões a seguir: a). Quais as reações do processo corrosivo?
- REAÇÃO ANÓDICA: Al Al+3 + 3e
- REAÇÃO CATÓDICA: Cu+2 + 2e Cu
b). Mostre no seu esquema, a movimentação de cargas da pilha.
concentrada. É comum ocorrer esta pilha quando se tem superfícies metálicas superpostas e em contato, havendo, entre elas, pequenas frestas por onde o eletrólito possa penetrar. A fresta deve ser suficientemente estreita para manter o meio corrosivo estagnado e suficientemente aberta para permitir que o meio corrosivo penetre nela. Supondo-se superfícies metálicas, M, superpostas e com frestas, pode-se admitir que no eletrólito em repouso, mesmo que haja igualdade de concentração entre as soluções de eletrólito nas partes mais internas e mais externas da fresta, ocorra um processo de dissolução do metal com a consequente formação de íons metálicos Mn+. Pode-se então, estabelecer um gradiente de concentração devido ao processo de difusão dos íons ser lento, e a solução do eletrólito passa a ser mais concentrada em íons Mn+ no interior da fresta do que na parte mais externa, pois nesta parte há fácil acesso do eletrólito e os íons metálicos aí formados poderão ser arrastados, desde que o eletrólito se movimente. A diferença de concentração ocasionará, então, uma diferença de potencial e a formação de uma pilha de concentração iônica com a corrosão na parte externa da fresta, pois esta funciona como ânodo da pilha formada.
13. Tem-se tanques de aço carbono ou de aço galvanizado. Por que deve-se evitar que um fluido circule por uma tubulação de cobre que alimenta o tanque , mesmo que entre o tubo de aço e o tubo de cobre exista uma flange isolante? Que sugestão você daria para resolver o problema?
A corrosão galvânica é ocasionada pela presença de cobre ou compostos originados pela ação corrosiva ou erosiva da água sobre a tubulação de cobre que alimenta o tanque. Deve-se evitar, que um fluido circule por um material catódico antes de circular por um que lhe seja anódico. Se o fluido ocasionar ação mecânica e/ou ação corrosiva no tubo de cobre, arrastará partículas e/o íons, Cu2+, desse metal, para o tubo de aço tendo-se então: Corrosão galvânica do tubo de aço devida a possível deposição das partículas de cobre; No caso de arraste de íons Cu2+, tem-se a corrosão do aço devida à reação: Fe + Cu2+^ -> Fe2+^ + Cu e posterior formação do par galvânico aço-cobre dando continuidade ao processo corrosivo, podendo ocorrer perfurações no tubo de aço. Quando não for possível a inversão de sentido do fluido pode-se usar um trecho de tubo de aço, intercalado entre o tubo de cobre que transporta o fluido e o equipamento de aço-carbono , ou de outro material metálico anódico em relação a cobre. Como o tubo de aço é flangeado, pode ser facilmente substituído, quando necessário, e deve apresentar diâmetro maior do que o do cobre para que haja redução de velocidade , possibilitando a deposição de partículas de cobre arrastadas pelo fluido.
14. Que tipo de corrosão ocorre em tubulações parcialmente enterradas?
Corrosão por aeração diferencial. As regiões mais atacadas são aquelas que ficam pouco abaixo do solo.
15. O que é corrosão grafítica?
É o processo corrosivo que ocorre nos ferros fundidos cinzentos e no ferro nodular. O grafite é um material mais catódico que o ferro. Sendo assim, os veios ou
nódulos do grafite do ferro fundido agem como área catódica e o ferro como área anódica (corrosão). Ferro fundido = liga de ferro-carbono com teores de carbono acima de 2,06%. Ferro fundido cinzento = ferro fundido com grafite lamelar formada durante a solidificação. Ferro fundido dútil ou nodular = ferro fundido com grafite esférica na microestrutura.
16. O que é dezincificação?
É o processo corrosivo que é observado na ligas de zinco, especialmente latões. Há a destruição do zinco (material anódico), restando o cobre e os produtos da corrosão.
17. Dentre os itens abaixo, marque somente as sentenças que estão corretas:
( V ) Potencial eletroquímico ou potencial de eletrodo é a espontaneidade ou a tendência de uma espécie química adquirir elétrons e, desse modo, ser reduzido. Cada
espécie tem seu potencial intrínseco de redução.
( V ) A corrosão de metais ocorre devido à sua tendência a perder elétrons quando
estes reagem com outras substancias, ou seja, corrosão é a oxidação dos metais.
( F ) Eletrodo de referência é a forma de se medir o potencial de um eletrodo através
de sua ligação a um segundo eletrodo tomado como referência.
( F ) O potencial é considerado positivo quando a reação que ocorre no eletrodo (em relação ao de referência) é a oxidação e negativo quando é a redução.
