Baixe Galvanização e outras Notas de estudo em PDF para Engenharia Química, somente na Docsity!
A U L A
Como se pode
proteger o ferro?
l A proteção do aço. l Galvanização,cromação, zincagem e estanhagem l A importância dos óxidos na corrosão. l O perigo das latas amassadas.
Æ O que é o aço
Æ Por que o aço enferruja
Æ Como se forma a ferrugem
Æ Como o ferro é encontrado no
minério
Quantas coisas que nós usamos são feitas de aço!!! Mas, por que nós usamos tanto o aço? É porque hoje nós conhecemos a tecnologia de fabricar aços do jeito que queremos.
Aço duro, aço dobrável, aço que não dobra, como as molas, aço que pode ser transformado em fios muito finos, aços que podem ser transformados facilmen- te em chapas, aços resistentes para construir estruturas de pontes e prédios, aços para construir aparelhos de cirurgia e até aços para serem introduzidos como implantes, no lugar de ossos etc. Seria quase que impossível levar a vida que vivemos hoje sem o aço. Apesar da enorme variedade de objetos que são feitos de aço, parece que ele ainda não é a solução perfeita, por causa do enferrujamento.
A U L A
O que vocÍ
vai aprender
Seria bom
j· saber
Isto lhe
interessa
Todos os componentes de uma bicileta recebem proteÁ„o contra ferrugem.
23
A U L A O aço, em contato com o ar e a água, se transforma espontaneamente em óxido de ferro. No minério, o ferro está na forma de óxido de ferro, que é a forma natural desse elemento. Para transformar o óxido em metal, colocamos carvão e aquecemos. Isso quer dizer que a tendência natural do ferro é voltar a ser óxido.
ÓXIDO DE FERRO + CARVÃO + CALOR Æ FERRO + GÁS CARBÔNICO
Portanto é preciso proteger o metal para que ele não volte a ser óxido.
A maneira mais simples de proteger o aço do enferrujamento é pintá-lo.
Existem outras maneiras de proteção, por exemplo, revestir o aço com um outro metal. Veja na tabela a seguir a lista de metais mais usados na proteção do aço e o nome do processo.
METAISMETAISMETAISMETAISMETAIS MAISMAISMAISMAISMAIS COMUNSCOMUNSCOMUNSCOMUNSCOMUNS USADOSUSADOSUSADOSUSADOSUSADOS PARAPARAPARAPARAPARA PROTEGERPROTEGERPROTEGERPROTEGERPROTEGER OOOOO AÇOAÇOAÇOAÇOAÇO
METALMETALMETALMETALMETAL PROCESSOPROCESSOPROCESSOPROCESSOPROCESSO
Crômio Cromação Níquel Niquelação Zinco Zincagem Estanho Estanhagem
Os metais crômio, níquel, zinco e estanho têm propriedades diferentes. Eles são usados na proteção do aço para aplicações diferentes. A característica comum desses metais é que todos eles protegem o aço contra o enferrujamento. Existem muitos objetos que nós usamos e que são cromados. Por exemplo, pés de cadeiras e mesas de cozinha geralmente são pintados e, às vezes, cromados. Chaves de fenda e outras ferramentas são cromadas. Com a cromação, além de não enferrujar, os objetos ficam com aparência mais brilhante e bonita.
23
A U L A O metal zinco, puro, sem a camada de óxido de zinco, é atacado pela água. Dá um composto chamado hidróxido de zinco.
l Como a água ataca o metal?
As partículas do metal se ligam tão fortemente às partículas de água que a água se quebra. Pedacinhos de duas partículas de água ficam ligados ao metal e os outros pedacinhos que sobram viram gás. É o gás hidrogênio. Hidrogênio é um gás muito perigoso. Ele é muito explosivo. Mas, como ele é muito leve, assim que se forma vai embora, lá para cima, bem rápido. No ar atmosférico não tem hidrogênio.
ZINCO + ÁGUA Æ HIDRÓXIDO DE ZINCO + HIDROGÊNIO
O ferro também é atacado pela água e também dá um composto chamado hidróxido de ferro.
Exercício 2Exercício 2Exercício 2Exercício 2Exercício 2 Escreva o que se forma quando o ferro metálico puro é colocado na água.
FERRO + ÁGUA Æ
l Mas, se o zinco é atacado pela água, por que ele protege o ferro?
O zinco puro é atacado pela água, mas o óxido de zinco, não. Como qualquer pedaço de zinco está sempre coberto de óxido, ele não é atacado pela água.
água
pedaços de zinco
gás hidrogênio
23
A U L A
Se a folha de aço recoberta com zinco for furada com um prego, por exemplo, a chapa começa a enferrujar por aí, porque, no furo, o aço não está protegido pelo zinco e entra em contato facilmente com o ar e com a umidade.
Existe uma outra maneira de proteger o aço do enferrujamento, que também usa metal, mas que não é por revestimento. É um processo muito usado em estacas que são enterradas na terra ou que ficam mergulhadas no mar. Por exemplo em plataformas de petróleo. Usa-se o alumínio para proteger o aço. Um bloco de alumínio é preso na estaca de aço. O que acontece com o ferro e com o alumínio, juntos, quando entram em contato com a água e o ar? O alumínio é mais fácil de ser atacado pela água que o ferro. Então, o alumínio sofre o ataque e não acontece nada com o ferro. O alumínio é chamado de metal de sacrifício. Este processo é usado também para proteção de cascos de navios. Você deve estar pensando: se o alumínio é tão fácil de ser atacado pela água, por que nós podemos ferver água na panela de alumínio e a panela não fura? A explicação é a mesma já conhecida, para o zinco e o crômio. No metal alumínio também se forma uma camada de óxido de alumínio que protege o metal. O óxido de alumínio também é um composto muito duro. Em qualquer pedaço de alumínio, nós não enxergamos essa camada porque a camada de óxido é muito fina e transparente.
Exercício 3Exercício 3Exercício 3Exercício 3Exercício 3 Coloque os metais ferro, zinco e estanho em ordem com relação ao ataque pela água.
Nesta aula você aprendeu que o ferro pode ser protegido se for recoberto com outros metais. Vimos que o metal que protege o ferro pode ser o estanho, que é mais resistente ao ataque da água e do ar. A proteção pode ser feita também com metais como o crômio, o zinco e o níquel, que são mais fáceis de serem atacados pela água e pelo ar do que o ferro. A maneira como eles protegem o ferro é diferente. Na corrosão dos metais, os óxidos que se formam em sua superfície exercem um papel muito importante. As propriedades desses óxidos é que vão determi- nar se o metal sofre corrosão ou não.
©
ferrugem
23
Objetos de ferro são cromados ou niquelados para serem protegidos da A U L A corrosão. O crômio e o níquel também fazem os objetos ficarem mais bonitos. Outros metais também podem ser cromados ou niquelados. É o caso do latão, que é uma liga de cobre e zinco. Neste caso, o objetivo é principalmen- te o embelezamento da peça, porque o latão não enferruja. A zincagem ou galvanização é feita principalmente em canos, pregos e fios. Pode-se mergulhar a peça de ferro em zinco derretido ou pode-se usar eletricidade. O nome galvanização vem do uso de eletricidade na zincagem. Mesmo quando trincada, a camada de zinco continua protegendo o ferro. Agora o zinco e o ferro entram em contato com água e oxigênio. Como o zinco é atacado mais facilmente pela água e pelo oxigênio do que o ferro, ele sofre corrosão e o ferro é protegido. Isso dura até gastar todo o zinco. A proteção do ferro pelo zinco também funciona se grudarmos um bloco de zinco no ferro; o contato entre ferro e zinco tem de ser bom. O zinco vai sendo corroído até acabar. Só depois o ferro é atacado. Mas, antes que isto aconteça, põe-se outro bloco de zinco no lugar. Também podem ser usados outros metais, como o alumínio por exemplo. A estanhagem é feita para produzir folhas-de-flandres, que são usadas, por exemplo, para fabricar latas de conserva. Pode-se mergulhar a peça de ferro em estanho derretido ou pode-se usar eletricidade. O estanho é mais resistente ao ataque de água e oxigênio que o ferro. Por isso protege-o. Porém, temos um problema. Se a camada de estanho trinca, o ferro enferruja, e com o estanho não acontece nada. Agora é o ferro que é atacado mais facilmente, o contrário do ferro zincado. Por isso não se deve consumir o alimento de latas de conserva amassa- das. Se a lata está amassada, a camada de estanho pode estar trincada. Aí o ferro é atacado e pode contaminar o alimento. Se a lata é velha, já pode ter furado. Aí, entrou ar na lata e certamente o alimento está estragado.
® Qual é a forma natural do ferro
® Nome de três metais que protegem o ferro
® O que é galvanização
® Como o estanho protege o ferro
® Como o zinco protege o ferro
® Como o alumínio protege o ferro
® O que é cromação
® O nome de dois metais que são atacados pela água
® O nome do gás que se forma quando o ferro é atacado pela água
® As propriedades do hidrogênio
©
Vamos
pensar mais
Agora eu sei
23
A U L A Exercício 4Exercício 4Exercício 4Exercício 4Exercício 4 Classifique cada uma das afirmações a seguir como verdadeira (V) ou falsa (F): aaaaa))))) (^ ) Para transformar o óxido de ferro em metal é preciso fornecer calor. bbbbb))))) (^ ) Óxido de ferro é a forma natural do ferro. ccccc))))) ( ) A lata de conserva é feita apenas de aço. ddddd))))) (^ ) O aço pode ser protegido por revestimento de um outro metal. eeeee))))) (^ ) O estanho é mais atacado pela água que o ferro.
Exercício 5Exercício 5Exercício 5Exercício 5Exercício 5 O que acontece com o ferro se ele não for protegido do ar e da umidade?
Exercício 6Exercício 6Exercício 6Exercício 6Exercício 6 Qual processo acontece espontaneamente: transformação do óxido de ferro em ferro ou o inverso? Por quê?
Exercício 7Exercício 7Exercício 7Exercício 7Exercício 7 Cite três metais usados na proteção do ferro e dê o nome dos respectivos processos.
Exercício 8Exercício 8Exercício 8Exercício 8Exercício 8 O que é cromação?
Exercício 9Exercício 9Exercício 9Exercício 9Exercício 9 Por que, na cromação, a camada de crômio precisa estar muito bem aderente ao aço?
Exercício 10Exercício 10Exercício 10Exercício 10Exercício 10 Quando se compra algum alimento enlatado é importante observar se a lata não está rachada ou amassada. Por quê?
Exercício 11Exercício 11Exercício 11Exercício 11Exercício 11 O que é galvanização?
Exercício 12Exercício 12Exercício 12Exercício 12Exercício 12 Escreva, seguindo o modelo abaixo, o que acontece quando o crômio e o zinco entram em contato com o oxigênio.
FERRO + OXIGÊNIO Æ ÓXIDO DE FERRO
Exercício 13Exercício 13Exercício 13Exercício 13Exercício 13 Por que o zinco protege o aço?
Exercício 14Exercício 14Exercício 14Exercício 14Exercício 14 Qual é o nome do composto de zinco que se forma quando esse metal é atacado pela água?
Exercício 15Exercício 15Exercício 15Exercício 15Exercício 15 Qual é o nome do gás que se forma quando zinco ou ferro são atacados pela água?
Exercício 16Exercício 16Exercício 16Exercício 16Exercício 16 O que acontece com as partículas de água, quando entram em contato com partículas de zinco?
Vamos
exercitar
