relatorio - Corrosão, Provas de Engenharia Civil

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Rulito

Engenharia Civil

CORROSÃO

QUÍMICA E ATMOSFÉRICA

Acadêmicos: Amanda Carneiro Elias. Déborah Teixeira dos Santos.

Engenharia Civil 2º Período Química dos Materiais Professora Tatiane

Anápolis – 2011

UEG – Universidade Estadual de Goiás

UnuCET – Unidade de Ciências Exatas e Tecnológicas

Curso: Engenharia Civil – 2º Período

Química dos Materiais – Professora Tatiane

1. IDENTIFICAÇÃO

Relatório Nº 2 Título: Corrosão Química e Atmosférica. Acadêmicos: Amanda Carneiro Elias Déborah Teixeira dos Santos.

2. RESUMO

Nos procedimentos experimentais descritos neste trabalho acadêmico, buscou-se analisar quimicamente o conceito e efeitos de Corrosão. Primeiramente houve a experiência “Corrosão dos metais Fe, Cu e Mg por aquecimento no ar” na qual após serem aquecidos no ar verificam-se quais aspectos que tal aquecimento trouxe para os metais e a influência que a temperatura gera na corrosão. Já na segunda experiência tem-se o objetivo de observar a Corrosão Atmosférica do Ferro, perceber as reações que tal metal é sujeito quando colocado em contato a diferentes soluções. Finalizando com a terceira experiência que tem como objetivo analisar a Ação do ar sobre o Ferro, partindo de uma lã de aço exposta a uma coluna de ar. Sendo que as análises da segunda e da terceira experiência serão feitas após sete dias.

3. INTRODUÇÃO

A corrosão é um processo físico ou químico presente no dia-a-dia de todos na qual representa o desgaste de materiais/metais. Os principais fatores que provocam a corrosão são o meio ambiente. Desta forma, a preocupação de profissionais de engenharia, por exemplo,

4. PARTE EXPERIMENTAL

EXPERIÊNCIA 1 - Corrosão dos Metais Fe, Cu e Mg aquecidos no ar

• MATERIAIS UTILIZADOS

• Béquer;
• Bico de Bunsen;
• Caixa de Fósforos;
• Fita de Magnésio;
• Lâmina de cobre; -Lixas;
• Papel;
• Pinça metálica e pinça de madeira;
• Placas de Ferro (Fe) e Cobre (Cu).
• REAGENTES
• Ácido Clorídrico (HCl) 1:1.
• PROCEDIMENTOS
• Mergulharam-se as duas placas (dois pregos pequenos) de ferro em ácido clorídrico por alguns instantes para limpá-las. Lavou-as e secou-se bem com papel.
• Com o auxílio de uma pinça aqueceu-se a extremidade de uma das placas sob a chama de Bunsen por alguns segundos.
• Mergulhou-se uma lâmina de cobre em ácido clorídrico por alguns instantes para limpá-la. Lavou-a, secou-se bem com papel e as lixou.
• Com o auxílio de uma pinça aqueceu-se a extremidade da lâmina de cobre sob a chama de Bunsen por alguns segundos.
• Com cuidado, aqueceu-se uma das extremidades de uma fita de magnésio sob a chama de Bunsen por alguns segundos.

EXPERIÊNCIA 2 – Corrosão Atmosférica do Ferro

• MATEIAIS UTILIZADOS

- Béquer; - Lâmina de Ferro (Fe); - Papel; - Suporte para os tubos; - Tubos de ensaio.

• REAGENTES

• Ácido Clorídrico (HCl) 1:1 ;
• Água da torneira;
• Água salgada (NaCl 3%);
• Solução de ácido clorídrico 6mol/L;
• Solução de ácido sulfúrico 6mol/L.
• PROCEDIMENTOS
• Colocou-se uma lâmina de ferro (prego pequeno) em um tubo de ensaio e adicionou-se água da torneira de modo a cobrir totalmente a lâmina de ferro.
• Colocou-se uma lâmina de ferro (prego pequeno) em um tubo de ensaio e adicionou-se solução de ácido clorídrico 6mol/L de modo a cobrir totalmente a lâmina de ferro.

5. RESULTADOS E DISCUSSÃO

EXPERIÊNCIA 1 - Corrosão dos Metais Fe, Cu e Mg aquecidos no ar

Aqueceu-se a extremidade de uma das placas de ferro (deixando a outra placa como referência), no caso, a ponta de um prego, na chama do Bico de Bunsen notou-se que a corrosão proporcionou uma mudança na coloração do mesmo. Em relação ao prego deixado com referência, verificou-se que a parte aquecida (sofreu oxidação) ficou mais escura. Além disso, houve mudança no aspecto do prego. A superfície do prego ficou com um aspecto mais liso. Considere a equação: 2Fe (^) (s) + O2 (g) Fe (^) 2O (^) 3 (s)

Nota-se que com o aquecimento do Ferro (Fe) formou-se o Óxido de Ferro III (Fe (^) 2O3). Em relação ao aquecimento, sabe-se que a temperatura influencia na corrosão de modo que se for elevada, irá diminuir a possibilidade de condensação de vapor d’água na superfície metálica e a adsorção de gases, minimizando a possibilidade de corrosão.

Aqueceu-se a extremidade de uma lâmina de cobre na chama do Bico de Bunsen, notou-se que a corrosão proporcionou mudança na coloração e no aspecto do cobre. A coloração no momento do aquecimento é uma cor rosado e esverdeado que logo vai se enegrecendo se aproximando da cor cinza já o aspecto é de liso, em relação à antes do aquecimento.

Considere as equações: Cu (^) (s) + ½O2(g) CuO (^) (s)

2Cu (^) (s) + ½O (^) 2(g) Cu (^) 2O (^) (s)

Nota-se que com o aquecimento do Cobre (Cu) formaram-se os Óxido de cobre II ou Óxido Cúprico (CuO) e Óxido de Cobre I ou Óxido Cuproso (Cu (^) 2O).

Aqueceu-se a extremidade de uma fita de magnésio diretamente na chama do Bico de Bunsen, realizando combustão e liberação de luz, ou seja, liberação de energia,

transformando-se em Óxido de magnésio (MgO),um sólido branco em forma de pó (cinza). Assim, percebe-se que houve corrosão extrema da fita de magnésio.

Considere a equação: 2Mg (^) (s) + O2(g) 2MgO(s) + luz

EXPERIÊNCIA 2 – Corrosão Atmosférica do Ferro

Colocou-se um prego em cinco tubos de ensaios diferentes, adicionando a estes diferentes soluções para assim estudar a corrosão do ferro quando exposto a diferentes ambientes, assim como na figura abaixo.

Figura 2 – Corrosão do ferro em diferentes soluções Após sete dias verificaram-se os seguintes resultados, considere a tabela abaixo: Tabela 1 – Tabela de Resultados da oxidação do ferro diante distintas soluções

Tubos

Solução Alterações Sofridas

Água de torneira

Formação de um depósito amarelo/ acastanhado de partículas pequenas. Ferrugem

que a do tubo 01

• Lâmina Testemunho .

A tabela 1 foi utilizada para identificar as soluções em seus respectivos tubos de ensaio além de determinar as notórias alterações em cada um, mas a seguir de forma detalhada se explicará essas alterações:

- Tubo 01

A formação do depósito amarelo/acastanhado no fundo do tubo de ensaio é conseqüência da corrosão lenta do prego quando fica em contato com a água e oxigênio. Este processo pode ser explicado pela equação a seguir: 2Fe (^) (s) + O (^) 2(g) + H (^) 2O(l) → Fe (^) 2O3.H (^) 2O (^) (s)

Assim, verificou-se que o depósito amarelo/acastanhado insolúvel no fundo do tubo de ensaio, conhecida como ferrugem é um óxido de ferro III hidratado (Fe2O (^) 3.H2O).

• Tubo 02

O fato de não se encontrar mais ferro em estado sólido é devido ter acontecido a corrosão total. Explica-se pela equação a seguir:

Fe (^) (s) + 2HCl(aq) → FeCl (^) 2(s) + H2(g) A partir dessa equação, nota-se que houve liberação de gás hidrogênio já a coloração esverdeada é devido a formação do Cloreto de Ferro II ou cloreto ferroso (FeCl2).

- Tubo 03 O ácido sulfúrico provoca a corrosão total do ferro. Considere a equação a seguir: Fe (^) (s) + 2H2SO4(aq) → FeSO4(s) + H2(g)

Nota-se que há liberação de gás hidrogênio e uma camada de Sulfato de Ferro II (FeSO4) é formada sobre o prego.

• Tubo 04

A corrosão lenta do prego em contato com a água salgada é mais acentuada do que quando exposta a água da torneira. Há presença da dissociação do NaCl em água, além da liberação de gás, ainda que pouco. Considere a equação a seguir:

Fe (^) (s) + 2NaCl(aq) + 2H2O (^) (l) → FeCl (^) 2(s) + 2NaOH(aq) H (^) 2O(l)

Assim, o depósito referido se deve a formação de Cloreto de Ferro II ou cloreto ferroso (FeCl2). Neste tubo de ensaio o processo corrosivo é mais intenso que no tubo 01, pois a presença do sal (NaCl), consequentemente, íons dissolvidos, melhora a condução de eletricidade da água e a formação de ferrugem acelera.

• Tubo 05

Neste tubo temos a Lâmina de Testemunho, ou seja, o prego que não foi exposto a nenhuma solução a fim de ser objeto comparativo.

EXPERIÊNCIA 3 – Ação do Ar sobre o Ferro

Pode-se observar, após sete dias, que a lã de aço que ficara no fundo de um tubo de ensaio colocado em um béquer com água sofreu ação da coluna de ar que estava presente. Verificou-se que o “Bom-bril” oxidou e o nível de água subiu. Considere as equações:

Equação de oxidação: 2Fe(s) → 2Fe 2+^ + 4e-

Equação de redução: O2(g) + 2H2O (^) (l) + 4 e-^ → 4OH- Equação Global: 2Fe(s) + O (^) 2(g) + 2H (^) 2O(l) → 2Fe(OH)2 (s)

A oxidação da lã de aço forma o Hidróxido de Ferro II (Fe(OH) 2 ) e o nível da água sobe, pois o oxigênio é consumido na oxidação, assim, a coluna de ar diminui e a coluna de água aumenta. Considere o esquema abaixo para melhor exemplificar:

Figu ra 3

3. BOLINA,C. Estudo de corrosão das armaduras frente ao ataque por cloretos e carbonatação em estruturas de concreto armado no laboratório de materiais de construção da Universidade Federal de Goiás.
4. CORREIA,D; NASCIMENTO,L; MARQUES,J. Estudo da Corrosão do Ferro. 12 de dez. 2000. Disponível em: < http://pt.scribd.com/doc/16778646/ESTUDO-DA- CORROSAO-DO-FERRO>. Acesso em: 21 de mai. 2011.
5. Processos de Galvanização – Resume - Disponível em: < http:// www.resumegalvanizacao.com.br/br/abertura/index.htm>. Acesso em: 21 de mai.
6. MERÇON,Fábio. Corrosão: um exemplo usual de fenômeno químico. Publicado em: 19 mai. 2004. Disponível em: <http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc19/a04.pdf

   . Acesso em: 22 de mai. 2011.

7. PANNONI,Domingos. Princípios da proteção de Estruturas Metálicas em situações de Corrosão e Incêndio – Coletânea do uso do aço. 3°Ed. Vol. 2. 2004. 20p. Disponível em: <http://www.arquitecturaenacero.org/attachments/article/22/ Manual%20GERDAU-Proteccion%20Corrosion%20e%20incendio.pdf>. Acesso em: 22 de mai. 2011.
8. QUÍMICA, Concentração de oxigênio no ar. Disponível em < http:// www.seara.ufc.br/sugestoes/quimica/quimica002.htm> Acesso em: 21 de mai.