quarta-feira, 26 de novembro de 2008

Por que o ferro oxida rapidamente e outros metais como o ouro não ocorre o mesmo?

Metais como o ouro e a prata são considerados metais nobres, ou seja, são metais resistente à corrosão e oxidação diferentemente da maioria dos outros metais.

A maioria dos metais é enconntrada em combinação com outras coisas, nos minérios. Existem pouquissimos outros metais que ocorrem sem mistura.

No entanto, devemos tomar cuidado ao dizer que metais como ouro e prata nao sofrem corrosão ou oxidação. A maioria dos metais está sujeita à oxidação de sua superfície, isto é, a superfície reage com o oxigênio ou outros componentes do ar. As maiores exceções são os metais de cunhagem e os metais do grupo da platina, e mesmo estes reagem com compostos sulfurados e escurecem em ambientes industrialmente poluídos. Todos os outros metais reagem com umidade e oxigênio do ar, mas, enquanto alguns sofrem forte corrosão, outros parecem ser inertes. Na verdade, todos se oxidam, mas, em muitos casos, a fina camada de óxido adere firmemente à superfície do metal, evitando o prosseguimento da reação (alumínio e titânio). Já o ferro forma óxidos porosos que permitem que a corrosão prossiga. Os aços inoxidáveis são produzidos através de uma liga de ferro com cromo ou níquel, formando um óxido protetor sobre a superfície cuja espessura é tão pequena que o brilho e o aspecto metálico da superfície se conservam.

No caso da prata, por exemplo, essa escurece com o tempo, devido à formação de uma película superficial de Ag2S, que é de cor preta. Esse fenômeno é causado pelo H2S do ar e também pelos compostos sulfurados existentes nos alimentos que entram em contato com talheres de prata:

Ag + O2 + H2S ou compostos sulfurados → Ag2S + outros produtos

Além disso, o fato de algumas pessoas exalarem muito ácido úrico escurece a prata rapidamente. Existem pessoas, que se colocarem uma corrente de prata, esta escurece em questão de horas. Essas pessoas devem utilizar somente prata banhada a ródio. Produtos a base de cloro (água sanitária, por exemplo), água oxigenada, e ácidos (produtos de limpeza de pedras, por exemplo) são grandes responsáveis pelo escurecimento da prata.

Ambientes carregados de ácidos ou sulfatos (salas de revelação de filmes e fotos, salas de impressoras a lazer, etc.) são muito agressivos à prata.

Já o ouro é um metal relativamente inerte e que sobrevive com uma corrosão mínima. São as ligas à base de cobre e/ou prata que corroem facilmente, resultando em compostos da corrosão da prata e do cobre que deixam uma enriquecida e possivelmente enfraquecida superfície de ouro.

Até mesmo o ouro está sujeito a ataques corrosivos, se o meio for suficientemente agressivo, sendo que não é resistente à mistura de ácido clorídrico e ácido nítrico, por exemplo.

Referências bibliográficas

http://www.lisboa-renovada.net/doc/conservsub/15_ouro_ligas_ouro.pdf

http://crispassinato.wordpress.com/2008/06/10/corrosao-oxirreducao/

http://www.fisica.uepg.br/professores/srutz/files/Download/metais.pdf

segunda-feira, 24 de novembro de 2008

A proteção de uma superfície metálica contra a corrosão: galvanização

Um procediemento posssível para proteger o ferro da corrosão em ambientes nos quais esteja exposto à agua e ao gás oxigênio é a galvanização. Galvanizar o ferro ou o aço consiste em revesti-los com zinco metálico,como se fosse uma fina película de tinta, para evitar sua corrosão.

O zinco foi escolhido por ser um redutor mais forte que o ferro. Vejamos:

Zn 2+ (aq) + 2 e- ↔ Zn(s) E° = -0,76V

Fe 2+ (aq) + 2 e- ↔ Fe(s) E° = -0,44V

O zinco reveste a superfície do ferro impedindo seu contato como ar úmido ou com a água que contém oxigênio. Esse zinco também atua, com relação ao do ferro, como se fosse um ânodo de uma pilha.

Se o ferro galvanizado fosse “riscado” e exposto ao ar e à umidadde, ele estaria sujeito a ser oxidado a Fe2+. Este seria imediataente reduzido a ferro pelo zinco, impedindo o apareciemento da ferrugem.

Zn(s) + Fe 2+ (aq )→ Fe(s) + Zn 2+ (aq)

Porém, com o zinco tem mais facilidade para se oxidar que o ferro (pois tem menor potencial de redução), ele tende a se oxidar preferencialmente, mesmo que o ferro esteja exposto. Em outras palavras, se a película protetetora de zinco for danificada e o ferro estiver exposto, o zinco atuará como metal de sacrifício, ou seja, um metal propositalmente colocado em contato com o ferro para que seja oxidado em lugar dele, preservando-o.

Referências bibliográficas

PERUZZO, Francisco Miragaia (Tito); Canto, Eduardo leite do. Química na abordagem do cotidiano. São Paulo: Moderna, 2006

Algumas aplicações dos metais de sacrifício

Metal de sacrifício ou “eletrodo de sacrifício" é qualquer metal utilizado em estruturas submetidas a ambientes oxidantes, com o objetivo de ser oxidado em seu lugar. Esse metal deve possuir menor poder de redução do que o material utilizado na estrutura, para que possa ser "sacrificado" e protegê-la. O zinco e o magnésio são exemplos de metais utilizados com esse objetivo.

O ferro, utilizado em cascos de navio, em contato com a água do mar, se oxidaria muito facilmente se não houvesse um metal de sacrifício. Cascos de navio são protegidos da corrosão mediante a colocação de placas de zinco, que se oxida mais facilmente que o ferro. A técnica é denominada “proteção catódica”, pois o ferro é protegido justamente por se tornar o cátodo da cela galvânica formada por zinco e ferro. E o zinco é denominado “metal de sacrifício” ou “ânodo de sacrifício”, pois, atuando como o ânodo da cela, oxida-se, preservando, assim, o ferro. A proteção é eficiente desde que o metal de sacrifício seja reposto à medida que vai sendo consumido.

O metal mais comumente utilizado como ânodo de sacrificio é o zinco. Além de ser relativamente barato, ele tem potencial de redução menor que a maioria doa metais. Essa utilização do zinco pode ser feita de duas formas. A primeira consiste em dar um banho de zinco no meterial, denominado galvanização. Outra forma de utilizar um ânodo de sacrifÍcio é fixá-lo ao material que se quer proteger, de forma que os elétrons possam circular entre os mesmos. Esse método é muito utilizado na indústria naval. Como os ânodos de sacrifício são preferencialmente corroídos, há que se trocá-los periodicamente.

Estruturas e materiais metálicos em contato com a terra e com a água também necessitam de proteção catódica. Esses são os casos, por exemplo, de torres de transmissão de corrente elétrica, tanques de combustiveis enterrados sob os postos, tubulações subterrâneas de água e combustíveis e estruturas portuárias.

Referências bibliográficas

PERUZZO, Francisco Miragaia (Tito); Canto, Eduardo leite do. Química na abordagem do cotidiano. São Paulo: Moderna, 2006

http://pt.wikipedia.org/wiki/Metal_de_sacrif%C3%ADcio

Obturações dentárias

É muito comum haver corrosão quando colocamos diferentes materiais em contato. Nesse caso, forma-se uma “pilha”, na qual o metal de menor potencial de redução será corroído mais rapidamente, por exemplo, nas operações de soldagem e nas obturações dentarias.

O amálgama dentário é constituído por uma mistura na qual o mercúrio combina-se com prata e estanho.

3 Hg22+ + 4 Ag (s) + 6 e-→ 2 Ag2Hg3(s) E°= +0,85V

2 Sn2+(aq) + 3 Ag (s) + 2 e-→ 1 Ag3Sn(s) E°= -0,05V

8 Sn2+(aq) + 1 Hg(s) + 16 e-→ 1 Sn8Hg(s) E°= -0,13V

Na realidade esse tipo de amalgama é constituído de 3 fases solidas formadas pelas seguintes substancias: Ag2Hg3, Ag3Sn, Sn8Hg.

O problema surge quando um metal de maior potencial de redução (ouro, por exemplo) entra em contato co a obturação feita de amálgama. Nesse caso, se a obturação entra em contato com uma incrustação de ouro feita em um dente próximo, haverá corrosão na obturação. Isso acontece porque a obturação de amálgama atua como ânodo (menor potencial) e a incrustação de ouro como cátodo (maior potencial). Analisando os valores de E°, observa-se que o eletrodo Sn8Hg é o mais fácil de corroer. Quando isso ocorre, a liberação de íons Sn2+ na boca é responsável pelo desagradável sabor metálico. Por isso, um bom dentista jamais coloca um dente de ouro próximo a uma obturação de amálgama, por ser desconfortante para o paciente.

Referências bibliográficas

PERUZZO, Francisco Miragaia (Tito); Canto, Eduardo leite do. Química na abordagem do cotidiano. São Paulo: Moderna, 2006

. http://pt.wikipedia.org/wiki/Am%C3%A1lgama_de_prata

sexta-feira, 21 de novembro de 2008

Cuidado ao comprar alimentos em conserva!!!

Alguns microorganismos também provocam corrosão em metais, conhecida como corrosão biológica. Seu estudo e controle são fundamentais para as indústrias alimentícias.

A corrosão pode ser causada por microorganismos. Problemas de embalagens de metal para alimentos amassados, por exemplo, podem favorecer o desenvolvimento de uma toxina produzia pela bactéria Clostridium botulinum, que só se desenvolve em ambientes sem oxigênio. Essa bactéria causa o botulismo, forma de intoxicação alimentar que pode ser mortal se não tratada adequadamente.

Por isso devemos ter cuidado ao comprar alimentos em conserva cuja lata ou tampa esteja amassada que a proteção de estanho que reveste a lata de folha-de-flandes (liga de ferro e alumínio) pode ser removida, possibilitando a corrosão do alimento.

Referências bibliográficas

SANTOS, Wildson; MÓL, Gerson (coord.). Química e Sociedade. São Paulo: Nova Geração, 2005.

http://saude.sapo.pt/artigos/dossiers/nutricao/ver.html?id=848121

O que poderíamos fazer para evitar a corrosão de alguns tipos de metais?

Um dos processos de corrosão mais comuns é a oxidação do ferro. Do ponto de vista econômico, esse processo é muito importante. Estima-se que cerca de 20% do ferro produzido anualmente sejam usados para substituir peças que foram inutilizadas pela ação da ferrugem.

Umas das formas de evitar ou diminuir a corrosão é revestir o material de ferro com uma camada protetora que evite seu contato com o oxigênio e a água. Isso pode ser feito aplicando-se uma camada de polímero (tinta à base de solvente orgânico), o que ocorre em automóveis e em eletrodomésticos como geladeira, em que esta é pintada com um esmalte. Também pode ser aplicado outro metal como estanho, zinco ou crômio, sendo utilizado, por exemplo, em torneiras e acessórios metálicos para banheiro.

A folha de aço usada nas latas para bebidas ou alimentos é revestida por películas de estanho, seja pela imersão em estanho fundido, seja por galvanoplastia. O estanho protege o ferro desde que a película seja contínua.

Outra maneira de proteção é associar ao ferro um metal que seja mais reativo do que ele, como o zinco ou o magnésio. Esse metal sofrerá oxidação antes do ferro, protegendo-o assim. Os dutos de óleo ou de gás que trabalham enterrados no solo são protegidos dessa forma (geralmente com anodo de sacrifício de magnésio). Bem como os motores de embarcações e cascos de navio (geralmente usando o zinco como metal de sacrifício).

Referências bibliográficas

SANTOS, Wildson; MÓL, Gerson (coord.). Química e Sociedade. São Paulo: Nova Geração, 2005.

http://pe360graus.globo.com/educacao360/colunaLerX.asp?columnId=&articleId=744

quinta-feira, 13 de novembro de 2008

Por que em regiões litorâneas o processo de corrosão é mais rápido? O que podemos fazer para proteger os metais dessa corrosão?

Os processos de corrosão dependem do ambiente nos quais ocorrem. A presença de água, por exemplo, intensifica a corrosão de metais. Por isso, a esponja de aço molhada sobre a pia enferruja mais rapidamente do que a esponja simplesmente exposta ao ar.

Se além da água houver sais, mais rápido ainda será o processo. Numa região litorânea, a corrosão é mais rápida do que em cidades do interior do país, mesmo que estas apresentem alta umidade. Com isso você já deve ter notado a formação da ferrugem mais rapidamente em carros na praia, por exemplo.

Formas de corrosão

Oi pesssoal!Vocês sabiam que existem várias formas de corrosão? Acho que isso contribui para o questionamento anterior, se existe direfença entre oxidação e corrosão.

A corrosão pode manifestar-se de várias formas. Algumas sao mais freqüentes que outras, e a ocorrência depende muito do ambiente e dos processos usados. Algumas formas de corrosão são:

Corrosão pelo ar: a maioria doa metais tende a se combinar com o oxigênio do ar, produzindo os respectivos óxidos. Não considerando a ação de vapores contidos no ar (de água, atc.), esse processo se dá de forma lenta para o ferro em temperaturas usuais de ambientes.

Entretanto, em alguna metais como o alumínio a corrosão é rápida, mas acontece o fenômeno da apassivação, ou seja, a camada de óxido formada na superfície isola o oxigênio e impede a continuação do processo.

A presença de vapor d’água acelera a corrosão e ainda mais se esse vapores contém substâncias agressivas como sais ou ácidos. Ocorre em ambientes industriais e locais próximos ao mar.A prevenção e o combate à corrosão dependem de cada caso. Métodos comuns são, por exemplo, uso de tintas protetoras, tratamentos superficiais como niquelagem e cromagem. É evidente que em alguns casos pode ser viável o uso de materiais mais adequados. Exemplo: alumínio ou plástico no lugar do aço.

Corrosão por ação direta: ocorre em casos em que o metal está diretamente em contato com substâncias que o atacam. É comum também em processos industriais. Exemplos: soluções químicas, sais ou outros metais fundidos, atmosferas agressivas em fornos, etc. A prevenção e controle são específicos e cada caso.

Corrosão biológica: ocorre em situações em que os microorganismos também podem provocar corrosão em metais. Isso é particularmante importante em indústrias alimentícias e sinilares.

Corrosão galvânica: é provavelmente o tipo mais cmum, porque a corrosão em função da água quase sempre se deve ao processo galvânico. Alguns casos típicos são reservatórios, tubulações ou estruturas exopostas ao tempo, submersas ou subterrâneas. Nessas condições, há presença, constante ou não, de água, favorecendo a formação de células galvânicas.

Referências bibliográficas:

http://www.mspc.eng.br/tecdiv/corr_110.stml

quarta-feira, 12 de novembro de 2008

Oxidação significa o mesmo que corrosão?

Oi pessoal! Ao relacionarmos a ferrugem com o fato da oxidação do ferro, questiono:

Será que oxidação significa o mesmo que corrosão? Será que toda oxidação é uma corrosão?

Por exemplo, ao deixarmos um suco natural de laranja por alguns dias na geladeira, irá haver uma oxidação. Será que podemos dizer que houve uma corrosão também?

Por favor deixe seu comentário e contribua para esse diálogo

Como se forma a ferrugem?

Olá pessoal! Costumamos associar a corrosão com a famosa “ferrugem”. Mas como ocorre esse fenômeno?

A corrosão pode ser vista como nada mais que a tendência ao retorno para um composto estável. Assim, por exemplo, quando uma peça de aço enferruja, o ferro, principal componente, está retornando à forma de óxido, que é o composto original do minério.




Supondo a corrosão do ferro, podemos observar no esquema que a superfície do metal é o cátodo e o centro da gota é o ânodo. Onde a gota está presente existirá a oxidação do ferro e a superfície reduzirá. Na verdade ocorrerá um fluxo de elétrons saindo do ânodo e se espalhando para toda superfície metálica.

As reações ocorridas são:

Fe0 → Fe2+ + 2e-(ânodo - oxidação do ferro)
O2 + 22O + 4e- → 4OH- (cátodo - redução do oxigênio para formação da hidroxila, OH-, que participará da formação do óxido).

Somando as semi-equações, temos:
2 Fe + O2 + 22O→2 Fe(OH)2

Geralmente o Fe(OH)2 (hidróxido de ferro II) é oxidado a Fe(OH)3 (hidróxido de ferro III), que é muitas vezes representado por Fe2O3 . 3H2O (ferrugem). A presença de íons em contato com o ferro facilita sua oxidação, por isso em regiões litorâneas (contêm maior concentração de sais) a ferrugem aparece com maior frequência.

Quanto mais íons existirem na água da gota, mais fácil ocorrerá a reação. Este é um exemplo de pilha com aplicação local, vista no nosso dia-a-dia, mas não é a única. Existem vários outros exemplos que como a utilização de metais de sacrifício, ou seja, metais com maior capacidade de oxidação, usados para evitar a corrosão dos outros metais, um exemplo de metal, que é utilizado com esta finalidade, é o magnésio, que se sacrifica pelo ferro.

As reações de eletroquímica não ocorrem somente com metais, mas também ocorrem nos processos de oxidação de plásticos, alimentos, entre tantos outros, sendo a eletroquímica bastante abrangente.


Referências bibliográficas:
http://www.quiprocura.net/corrosao.htm

PERUZZO, Francisco Miragaia (Tito); CANTO, Eduardo Leite do. Quimica na abordagem do cotidiano. São Paulo: Moderna, 2006.



Tipos de corrosão

Olá pessoal!

Temos em nosso dia a dia vários exemplos de corrosão como o caso dos automovéis qundo deixados ao relento, a palha de aço que enferruja, etc. Mas o que significa corrosão?

A corrosão é a inimiga natural dos metais, que reagem com o meio ambiente, formando uma camada superficial de óxido de ferro. Essa camada é extremamente porosa e permite a contínua oxidação.

Se você acha que corrosão é tudo a mesma coisa, engana-se, pois existem vários tipos de corrosão:

1. Corrosão Geral: se desenvolve em toda superfície ocasionando perda uniforme da espessura para potencializar a resistência a esse tipo de corrosão, sugere-se o aumento dos teores de Cromo, Níquel e Molibdênio, além da adição de Cobre.

2. Corrosão em Frestas: é um ataque localizado e ocorre em recessos, em cavidades, frestas e outros espaços onde se acumula um agente corrosivo. Adições de Cr, Mo e N aumentam a resistência à corrosão.

3. Corrosão Localizada / Pite / Alveolar: é caracterizada por um ataque localizado em uma área limitada, apresentando uma perfuração importante, enquanto as regiões vizinhas permanecem inatacadas. Os casos mais comuns desse tipo de corrosão ocorre em peças metálicas imersas em água do mar. Adições de Cr, Mo e N aumentam a resistência à corrosão.

4. Corrosão sob tensão Fraturante (CSTF): caracteriza-se com a associação de três fatores: tensões residuais no material, meio contendo cloretos e temperaturas acima de 60ºC. A CSTF se evidência pelo aparecimento de trincas radiais que se propagam com rapidez. No combate a essa corrosão utilizam-se materiais com alto teor de Níquel, como é o caso dos aços inoxidáveis Duplex.

5. Corrosão Intergranular / Intercristalina: é causada pela precipitação de carbonetos de Cromo nos sinais visíveis na superfície. Essa forma de corrosão representa um grande perigo, pois pode progredir consideravelmente sem ser notada. Para evitar esse tipo de corrosão é indicado o uso de ligas “L”, pois apresentam extra-baixos teores de C abaixo de 0,035% ou ainda a utilização de materiais estabilizados ao Titânio, Nióbio ou Tantálio.

6. Corrosão Galvânica: ocorre quando há o encontro de dois metais que apresentam diferentes potenciais elétricos. Esses contatos de diferentes metais deve ser evitado.

7. Corrosão Erosão: ocorre quando o metal é submetido a um meio corrosivo e um processo de desgaste mecânico. Nesse caso, a película passiva se encontra continuamente sob efeito corrosivo e abrasivo simultaneamente. Os aços inoxidáveis Duplex são resistentes a esse tipo de corrosão.

Referências bibliográficas:

http://www.elinox.com.br/index.php?option=com_content&task=view&id=29&Itemid=78