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As Reações de Corrosão Metálica e Passivação Superficial

Por:   •  12/5/2017  •  Bibliografia  •  931 Palavras (4 Páginas)  •  242 Visualizações

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Experiência 12  –  Reações de Corrosão Metálica e Passivação Superficial

1. Sinopse teórica.

Corrosão eletroquímica é o nome que se dá à oxidação de metais em determinado meio. A reação de oxidação sempre envolve a formação de um cátion e de elétrons, a partir de um metal. Já a reação de redução se modifica, conforme o pH e a concentração de oxigênio do meio. A tabela seguinte resume os processos anódico e catódico mais comuns, associados à corrosão eletroquímica:

Reação anódica (oxidação)

Reação catódica (redução)

meio aerado

meio não aerado

Metal  =  (Cátion)n+  +  n e

meio básico ou neutro

2 H2O  +  O2  +  4 e  =  4 OH

2 H2O  +  2 e  =  H2  +  2 OH

meio ácido

4 H+  +  O2  +  4 e  =  2 H2O

2 H+  +  2 e  =  H2

As características do meio são decisivas para o acontecimento de uma reação. Um exemplo pode ser dado pela passagem Cd/Cd2+:

– em meio não aerado:  ΔEº  =  – 0,013 V  e  ΔGº  =  + 2,510 kJ/mol  (processo não espontâneo)

– em meio aerado:  ΔEº  =  + 1,121 V  e  ΔGº  =  – 232,630 kJ/mol  (processo muito espontâneo).

O aço inoxidável pode resistir ao ataque químico de diversos meios em que esteja imerso. Porém, a presença de íons cloreto em meio aquoso tem a propriedade de ativar a superfície do aço para o processo de oxidação do ferro.

Também, o meio pode diminuir sensivelmente a reatividade de um metal. Nesse caso, o metal torna-se passivo, isto é, menos ativo, mais nobre e mais resistente à corrosão. Por exemplo, o ferro reage com ácido nítrico diluído, segundo a equação:

1 Fe  +  4 HNO3 (DILUÍDO)  =  1 Fe(NO3)2  +  2 NO2  +  2 H2O.

Com ácido nítrico concentrado, forma-se rapidamente uma película protetora, que impede a oxidação posterior do metal. Somente se a camada protetora for desfeita, o metal voltará a reagir.

Alguns autores admitem que essa película invisível seja formada por óxidos estáveis e aderentes à superfície metálica. Outros autores supõem a adsorção de íons ou moléculas de oxigênio na superfície do metal. A tabela seguinte traz o potencial modificado de alguns metais passivos:

←  Poder crescente do agente oxidante[pic 1][pic 2][pic 3][pic 4][pic 5][pic 6]

←  Tendência crescente a se reduzir

oxidante  +  n e  =  redutor

Poder crescente do agente redutor  →

Tendência crescente a se oxidar  →

Eº (V)

Mg2+  +  2 e  =  Mg

-2,370

Al3+  +  3 e  =  Al

-1,660

Zn2+  +  2 e  =  Zn

-0,763

Fe2+  +  2 e  =  Fe

-0,440

Ni2+  +  2 e  =  Ni

-0,250

2 H+  +  2 e  =  H2

 0,000

Cu2+  +  2 e  =  Cu

+0,337

2 H2O  +  O2  +  4 e  =  4 OH

+0,401

FeO ⋅ O2  (passivo)

+0,600

Fe-Cr-Ni  (passivo)

+0,600

Al ⋅ Al2O3  (passivo)

+0,600

Ag+  +  e   =  Ag

+0,800

Hg2+  +  2 e  =  Hg

+0,854

Au3+  +  3 e  =  Au

+1,500

Observa-se que os metais ou ligas no estado passivo exibem potenciais de redução típicos de metais nobres, tais como Cu, Hg, Ag e Au.

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