Trabalho Completo Relatório - Meios Corrosivos

Relatório - Meios Corrosivos

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Categoria: Ciências

Enviado por: Lorena 28 novembro 2011

Palavras: 2372 | Páginas: 10

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equipamentos de ferro, de cobre ou de alumínio (Mainier & Mata, 1995).

A corrosão eletroquímica é um processo espontâneo, passível de ocorrer quando o metal ou liga está em contato com um eletrólito, onde acontecem, simultaneamente, as reações anódicas e catódicas. A transferência dos elétrons da região anódica para a catódica é feita por meio de um condutor

metálico, e uma difusão de anions e cátions na solução fecha o circuito elétrico. A intensidade do processo de corrosão é avaliada pelo número de cargas de íons que se descarregam no catodo ou, então, pelo número de elétrons que migram do anodo para o catodo (Gentil, 2003).

O fato de a corrosão ser, geralmente, uma reação de superfície faz supor que ela possa ser controlada pelas propriedades do produto de corrosão. O composto metálico formado pode agir como uma barreira entre o meio corrosivo e o metal, diminuindo, assim, a velocidade de corrosão do metal. Se o produto da corrosão for removido, a velocidade não deverá diminuir com o tempo. Esse caso ocorre quando se formam produtos de corrosão solúveis ou quando os produtos de corrosão são formados entre as áreas que sofreram e as que não sofreram a ação do meio corrosivo.Todos os metais estão sujeitos ao ataque corrosivo, se o meio for suficientemente agressivo (Gentil, 2003).

O cobre e suas ligas têm excelente resistência à atmosfera, mesmo úmida ou poluída, bem como todo tipo de água, incluindo a salgada e salobra, ocorre devido à formação de uma película de óxidos de cobre que inibe ou impede o processo corrosivo.

Observa-se boa resistência do cobre aos meios não oxidantes, sendo assim ele é facilmente atacado por ácidos oxidantes fortes, como o nítrico e o sulfúrico concentrado, pelo sais oxidantes (nitratos, bicromatos, sais férricos, etc.) e outros meios em que se observa a presença de oxigênio. O cobre ainda é atacado por enxofre, H2S e outros compostos sulfurosos, em presença de água ou umidade.(Telles, 2001).

O cobre e suas ligas também têm boa resistência à corrosão na maioria dos compostos orgânicos, incluindo álcoois, éteres, ésteres, bem como ácidos graxos e outros ácidos orgânicos em geral. Tem boa resistência à soda cáustica e às soluções alcalinas, com exceção das amoniacais (Telles, 2001).

O alumínio é um metal muito reativo, mas que se passiva facilmente. A passivação se dá pela formação de uma película de óxido, fina e aderente. Essa película se forma em presença de ar, oxigênio e produtos orgânicos em geral.

Sua atuação como material é bastante restrita, pois é atacado severamente na

presença de ácidos e de bases (Telles, 2001).

Segundo Gentil (2003) com o avanço tecnológico mundialmente alcançado, os custos da corrosão evidentemente se elevam, tornando-se um fator de grande importância a ser considerado já na fase de projeto de grandes instalações industriais para evitar ou minimizar futuros processos corrosivos. Essa importância pode ser considerada sob alguns aspectos básicos, destacando-se como o primeiro deles o econômico, traduzido pelo custo da corrosão que envolve cifras astronômicas e pelos custos que envolvem a conservação das reservas minerais e consumo energético.

Selecionar um material com inadequada resistência à corrosão para uma determinada aplicação pode ser um oneroso e lamentável equívoco.

Perdas diretas e indiretas que podem resultar de um ataque corrosivo podem ser listadas a seguir:

• trincas e/ou fraturas de equipamento

• e prejuízos associados;

• substituição prematura de equipamentos

• com reflexos no custo

• industrial;

• necessidade de projetos superdimensionados

• para suportar os efeitos

• da corrosão;

• paralisações inesperadas dos equipamentos

• causando transtornos

• no planejamento de produção;

• perda de um produto;

• perda de eficiência;

• contaminações ambientais.

Às vezes, o valor de um novo material, que substituirá o antigo, é vinte a cinqüenta vezes mais caro, fato que acaba determinando a opção pelo uso de aditivo químico no retardamento ou na inibição do processo corrosivo, na avaliação de custos. Tal saída resulta, muitas vezes, mais desastrosa, tendo em vista que estes produtos, pela toxidez, acabam acarretando, com seu despejo ou vazamento, uma agressão muito maior ao meio ambiente.

2. Objetivos

O objetivo desse trabalho não é o de avaliar a capacidade de remoção de cada produto e sim o de estudar a corrosividade desses produtos de limpeza em relação ao cobre e o alumínio, com a finalidade de desenvolver uma conscientização, inicialmente no ambiente doméstico, dos danos causados pelo uso de certos produtos devido ao seu ataque corrosivo.

3. Justificativa

Verificar como determinados produtos de limpeza podem agir como agentes corrosivos em metais; assim como verificar as conseqüências da corrosão pelos gases atmosféricos.

4. Materiais e Reagentes

4.1 Materiais

• Tubos de ensaio;

• Béqueres de 100 mL;

• Estante para tubos de ensaio;

• Pipetas de 5 e 10 mL;

• Papel;

• Madeira;

• Açúcar;

4.2 Reagentes

• Fe (prego);

• Zi metálico;

• Ni;

• Mg metálico;

• Al metálico;

• Cu (fios);

• H2SO4 P.A;

• BaCl2;

• CaCO3;

• HCl P.A;

• NaCl;

• Veja Multiuso;

• Destac Lavanda (lustra móveis);

• Limpa Ar condicionado (Super químico plus);

• Limpa Forno;

• Limpeza geral (Ajax);

• Detefon;

5. Experimento 1 – Matérias de Limpeza

5.1 Veja Multiuso + Metais

Não foi vista a reação deste produto nos metais Ni e Cu, pois o etanol, que é um dos principais componentes do produto não causa corrosão nestes metais. No entanto, quando em contato com Al, o produto o escureceu, pois o etanol pode causar corrosão no mesmo. Com o Fe, houve o aparecimento de depósitos ao redor do prego, o que evidencia que o produto é um agente ativo de corrosão do Fe.

5.2 Destac Lavanda + Metais

O principal componente deste produto é o silicone, ou silicona, que é um componente quimicamente resistente a decomposição por agentes oxidantes. Não surtiu efeito sobre o Ni e sobre o Al, mas deixou um depósito azul ao redor do Cu e houve a formação de ferrugem ao redor do prego, evidenciando a ocorrência de corrosão em ambos os casos.

5.3 Limpa Ar condicionado + Metais

Produto que obteve êxito com todos os metias em análise, pois causou efeitos corrosivos nos quatro metais avaliados. No níquel, depois de uma semana, apresentou uma cor acobreada e houve a formação de um depósito azulado ao redor. Houve perca de brilho do fio de Cu e formação de uma camada salina no Al. No Fe, pode ser vista uma corrosão mais acentuada do que a ocorrida com os produtos citados acima.

5.4 Limpeza geral – Ajax + Metais

Dos quatro metais estudados, apenas o Fe foi totalmente corroído pelo produto. Os demais apresentaram apenas uma pequena perda de brilho, e no caso do Ni, não houve alteração visível. Tendo em vista que os componentes ativos do produto – sequestrantes e alcalinizantes – o Fe foi mais fortemente corroido devido aos agentes sequestrantes terem a função de complexar íons, principalmente os íons Cálcio (Ca+2), Magnésio (Mg+2) e Ferro (Fe+3).

5.5 Detefon + Metais

Nem o Cu, nem o Ni sofreram alterações ao entrar em contato com o produto. O Al apresentou uma fraca perda de brilho, resultante de sua apassivação, e o Fe apresentou leves depósitos, também decorrentes de uma leve película formada pelo produto, que tem como um dos principais componentes um antioxidante.

6. Influência do pH

Conhecendo-se o pH do meio, pode-se aprofundar a discussão dos fenômenos observados. Assim, na Tabela 1, é apresentado o pH dos produtos utilizados. O pH é uma variável importante nesse processo e sua influência é interpretada a partir de diagramas de equilíbrio eletroquímico (diagramas de Pourbaix) que o relacionam com o potencial de eletrodo. Esses diagramas definem as condições que favorecem três situações. Na primeira, o metal e seus respectivos óxidos são solúveis e, conseqüentemente, passíveis de sofrer corrosão. A segunda é a imunidade, na qual a corrosão é desfavorecida termodinamicamente e o metal se mantém estável. Já na última, apassivação, a formação de uma película estável de óxido, hidróxido, hidreto ou sal desse metal, sobre sua superfície, impede o contato direto com o meio, evitando a corrosão (Pourbaix, 1987).

Desses diagramas, verifica-se que meios ácidos favorecem a corrosão do ferro, mas em meio básico, principalmente na faixa de pH entre 11 e 13, o ferro é passivado por uma camada protetora de Fe2O3 e Fe3O4.

Assim, retornando à pratica, compreende-se porque não houve uma maior corrosão nos produtos, pois todos eles estavam em meio básico, então não houve um aforte corrosão sem o meio ácido para dar suporte.

Interpretação semelhante pode ser obtida com o alumínio. Neste caso favorecida pela dissolução da camada de apassivação (Al2O3) em pH acima de 12.

O cobre, apesar de ser um metal nobre é corroído em presença de soluções ácidas ou básicas que contenham oxidantes.

7. Experimento 2 – Latas

7.1 Lata 1 – NaCl + Zn (Sem riscar)

Não houve sinais aparentes de corrosão devido a camada de estanho presente nas latas estar intacta e ainda estar em presença de Zn que funcionou neste caso como metal de sacrifício. Um revestimento de estanho tem por objetivo proteger o ferro da lata. A camada de estanho impede o contato do ferro com as substâncias que podem gerar a corrosão do mesmo. Formou-se apenas um pequeno depósito cinza, sobrenadante, devido ao sacrifício do Zn.

7.2 Lata 2 – NaCl (Sem riscar)

Da mesma forma que no experimento acima, o revestimento de estanho da lata estava intacto, por tanto a lata estava devidamente protegida da corrosão, sendo assim, não houve reação aparente.

7.3 Lata 3 – NaCl (Com risco)

Formou-se um depósito laranjado nos locais mais próximos dos riscos, pois a proteção de estanho foi danificada e, neste caso, o ferro formou uma pilha com o estanho do recobrimento. Como o estanho apresenta potencial de redução mais alto que o do ferro, ele atuará como semi-reação de redução e o ferro como oxidação.

7.4 Lata 4 – NaCl + Zn (Com risco)

Houve a formação de um pequeno sobrenadante de cor laranja, devido a corrosão ocorrida nos locais onde o recobrimento da lata havia sido danificado e onde o monte de Zn estava fora de contato, pois assim o material da lata estava exposto aos agentes corrosivos.

8. Experimento 3 - Ação desidratante do H2SO4

8.1 H2SO4 + Papel/Madeira/Açucar

Desidratou totalmente o papel, que ficou viscoso e com cor de caramelo. A madeira foi escurecida e também desidratada. O açúcar ficou negro e viscoso, quase endurecido, devido à desidratação.

Isso acontece por que o ácido sulfúrico concentrado é um dos desidratantes mais enérgicos. Assim, ele carboniza os hidratos de carbono como os açúcares, amido e celulose; a carbonização é devido à desidratação desses materiais.

O ácido sulfúrico "destrói" o papel, o tecido de algodão, a madeira, o açúcar e outros materiais devido à sua enérgica ação desidratante.

9. Experimento 4 – Ação Oxidante do H2SO4

Segundo a literatura, a maioria dos metais reage com o ácido sulfúrico, em reação de simples deslocamento, com a formação de hidrogênio gasoso e sulfato do metal em reação. O ácido sulfúrico quando diluído com água ataca por esta reação o alumínio, o ferro, o manganês, o níquel e o zinco; no caso do cobre e do estanho necessita-se de ácido concentrado aquecido.

Na prática, mesmo depois do aquecimento não houve reação entre o H2SO4 e o Cu. Com o Al houve um pequeno desprendimento de gás hidrogênio quando o ácido foi adicionado e depois do aquecimento as bolhas começaram a sair com mais rapidez diretamente do Al, depois de alguns instantes houve a formação de um sobrenadante e a solução ficou turva.

2Al + 3H2SO4 ( Al2 (SO4)3 + 3H2

Na reação do Mg com o H2SO4, houve a formação de um sobrenadante, e depois do aquecimento a solução se manteve no mesmo estado. Os metais alcalinos e alcalino terrosos são muito eletropositivos, portanto são agentes redutores: vão reduzir o H(+) presente nos ácidos em gás hidrogênio, H2. Dessa forma, as mesmas transformações químicas vão ocorrer:

Mg + H2SO4 ( MgSO4 + H2

Na reação do Fe com o H2SO4, primeiramente houve forte desprendimento de gás. Durante o aquecimento a saída de gás hidrogênio também foi acelerada e após o aquecimento houve o escurecimento do prego, devido a oxidação.

H2SO4 + Fe ( FeSO4 + H2