Corrosão Química e Corrosão Eletroquímica

Introdução Teórica

A corrosão consiste na deterioração dos materiais pela ação química ou eletroquímica do meio, podendo estar ou não associado a esforços mecânicos. A corrosão pode ocorrer em diferentes tipos de materiais. A velocidade com que se processa a corrosão é dada pela massa de material desgastado, em uma certa área, durante um certo tempo, ou seja, pela taxa de corrosão. A taxa de corrosão pode ser representada pela massa desgastada por unidade de área na unidade de tempo. Existem três formas do meio agir sobre o material, degradando-o; por isso, a corrosão é classificada em: eletroquímica, química e eletrolítica.

A corrosão eletroquímica é o tipo de corrosão mais comum, pois é a que ocorre com os metais, geralmente na presença de água no estado líquido, além de ocorrer à formação de pilhas ou células de corrosão, por meio da circulação de elétrons na superfície metálica.

A corrosão química é o ataque de algum agente químico diretamente sobre determinado material, que pode ou não ser um metal. Ela não precisa da presença de água e não há transferência de elétrons como na corrosão eletroquímica.

A corrosão eletrolítica é um processo eletroquímico que ocorre com a aplicação externa de uma corrente elétrica. Esse processo não é espontâneo, ao contrário dos outros tipos de corrosão mencionados acima. Quando não há isolamento ou aterramento, ou estes estão com alguma deficiência, formam-se correntes de fuga, e quando elas escapam para o solo formam-se pequenos furos nas instalações.

1º Parte – Corrosão Química

Objetivo: Reação do cobre e alumínio com o oxigênio do ar.

Experiência 1: Aquecer, com o bico de Bunsen, e em presença de ar, a extremidade de uma lâmina de cobre. Observar a presença de cores na superfície e por fim, a película de cor preta.

Observações: O cobre exposto ao ar, forma o óxido de cobre II (CuO) por meio de uma corrosão química que é considerada lenta, e por isso, utiliza-se o calor como catalisador, aquecendo a lâmina de cobre para a reação ocorrer com maior velocidade. Nesta experiência, é observado o fenômeno da iridescência, ou seja, acontece a variação de cor, primeiramente azul, depois avermelhado até formar uma película preta. Após esfriar a temperatura ambiente, é notável que a película não é aderente pois se desprendeu da superfície do metal e caiu da placa de cobre.

A corrosão é direta porque ocorreu em toda a superfície do metal não existindo, portanto, a região anódica e catódica, uma vez que se encontram na mesma superfície. A corrosão ocorre na ausência de meio aquoso e, por isso, é considerada química e não eletroquímica. A oxidação ocorre no cobre e a redução ocorre com o agente oxidante, que no caso é o oxigênio, formando a reação global abaixo:

Reações:      Cu → Cu2+ +2e-  (Oxidação)

                      ½ O2 + 2e- → O2- (Redução)

                      -----------------------------------

                       Cu(s) + ½ O2(g) → CuO(s)

2º Parte – Corrosão Eletroquímica

Objetivo: Caracterizar a corrosão eletroquímica e identificar as regiões anódicas e catódicas.

Experiência 1: Em um béquer de 250 mL colocou-se 200 mL de solução aquosa a 3% de cloreto de sódio, 1 mL de solução alcoólica a 1% de fenolftaleína e 1 mL de solução aquosa molar de ferricianeto de potássio. Imergiu-se dois eletrodos metálicos lixados e desengraxados, sendo um de cobre e outro de ferro, ligando-os por meio de um multímetro. Decorridos alguns minutos, notou-se a coloração em torno do eletrodo de cobre e do eletrodo de ferro.

                          [pic 1]

Observações: Com o circuito fechado por meio de um fio condutor, ocorreu, quase que imediatamente, a formação da coloração azul em torno da placa de ferro, e da coloração rosa em torno da placa de cobre. Assim, percebeu-se que o ferro corroeu, porque sendo o meio inicialmente neutro, a cor azul provocada pelo ferricianeto, indica a presença de Fe +2 na solução aquosa, comprovando a fato do ferro ser menos nobre que o cobre.

Desse modo, os elétrons migraram do eletrodo de ferro para o eletrodo de cobre, e portanto, o ferro sofreu oxidação passando de Fe para Fe2+, e por esse motivo é chamado de anodo. Logo, o eletrodo de cobre sofreu redução, sendo chamado de catodo.

A reação catódica depende do meio e não é feita utilizando o cobre e sim utilizando o oxigênio, uma vez a solução de cloreto de sódio é neutra e naturalmente aerada (com oxigênio) e não contem íons do próprio metal presentes.

 A fenolftaleína foi indicadora da região catódica para o meio inicialmente neutro pelo aparecimento de hidroxilas.

Reação Global do ferricianeto de potássio, K3[Fe(CN)6], com os íons ferrosos Fe2+

          Fe2+(aq) + [Fe(CN)6]3- → Fe3[Fe(CN)6]2

O composto formado tem coloração azul.

Reações:      Fe(s)  →Fe2+(aq) + 2e-      ( Reação anódica)

                      H20 + ½ 02 + 2e- → 2 OH-(aq)  (Reação catódica)

Experiência 2: Em um béquer de 250 mL colocou-se 200 mL de solução aquosa a 3% de cloreto de sódio, 1 mL de solução alcoólica a 1% de fenolftaleína e 1 mL de solução aquosa molar de ferricianeto de potássio. Imergiu-se dois eletrodos metálicos lixados e desengraxados, sendo um de zinco e outro de ferro, ligando-os por meio de um multímetro. Decorridos alguns minutos, notou-se a coloração em torno do eletrodo de zinco e do eletrodo de ferro.[pic 2]