A Oxidação Na Química

1.Introdução

O presente trabalho é sobre os processos oxidativos, mais concretamente acerca da oxidação de metais devido ao contato frequente com o ar e a água; assim como suas características. É objetivo deste trabalho demonstrar o processo de corrosão e formação de ferrugem no tubo da caldeira do alojamento feminino da Escola Preparatória de Cadetes do Exército (EsPCEx), expondo a situação e explanando as etapas da oxidação do material em questão. É formado, provavelmente, de Ferro (Fe) e Carbono (C), principais componentes do aço, devido a sua composição altamente metálica os processos oxidativos podem se tornar bem evidentes. Está organizado em 4 partes diferentes.

No primeiro tópico está sendo abordada a introdução do trabalho, a qual visa expor ao leitor o que será trabalhado ao longo da dissertação. O segundo tópico abordará os resultados da pesquisa e uma breve discussão sobre as causas e consequências. Já o terceiro tópico apresentará as conclusões em que o grupo de alunos chegou acerca do tema. O quarto e último tópico fará a demonstração das referências utilizadas para a produção dos resultados. A metodologia utilizada foi a referência bibliográfica, enriquecida com os estudos ministrados nas aulas teóricas e práticas de Química, além da experimentação visual do processo oxidativo.

Imagem 1: a caldeira.

2. Resultados e discussão

No tubo da caldeira, formado provavelmente de aço, que é uma liga metálica composta por aproximadamente 98,5% de Fe (Ferro), 0,5% de C (Carbono) e traços de Si (Silício), S (Enxofre) e P (Fósforo), ocorre o processo de desgaste resultante da interação dele com os agentes naturais, como o gás oxigênio, átomos da superfície do metal e a água existente na umidade em torno da caldeira. A corrosão do cano deriva de dois processos eletroquímicos: a oxidação e a redução. O primeiro consiste na retirada de elétrons livres do átomo, e o segundo ocorre quando o átomo toma elétrons livres para si. Isso acontece devido à tendência dos elétrons e do meio de se estabilizarem.

Imagem 2:aparente tubo de aço. Imagem 3:ambiente em que a caldeira se encontra

Como pode ser observado nas imagens, a corrosão da barra acontece devido ao seguinte processo:

Fe(s) → Fe2+ + 2e- (oxidação do ferro)

O2 + 2H2O + 4e- → 4OH- (redução do oxigênio)

2Fe + O2 + 2H2O → 2Fe(OH)2 (equação geral da formação da ferrugem)

A ferrugem observada, também chamada de Hidróxido de Ferro [Fe(OH)2], é proveniente do intemperismo químico, pois a caldeira se encontra em local parcialmente aberto, contendo proteção lateral e cobertura, na entre alas das companhias, onde está sujeita à chuva e ao vento (alta concentração de vapor d'água e oxigênio). Desse modo, há a retirada de elétrons do Ferro (Fe)(ânodo) para o meio, formando Óxido de Ferro (Fe2O3) e deixando o material com aparência pulverulenta de coloração amarela a avermelhada. Outrossim, a redução ocorre com o Oxigênio (O)(cátodo) capturando os elétrons livres do Ferro (Fe) e interagindo com as partículas de água (H2O), provenientes da umidade da caldeira, formando, assim, a Hidroxila (OH-).

2.1 Solução de minimização do problema

Há várias formas, bastante práticas, de evitar que materiais de Ferro (Fe) sejam agredidos. Uma delas é impossibilitar o contato da água e do ar com o metal através da impermeabilização por meio de tinta ou óleo. Entretanto, o modo mais recomendado é a galvanização, processo que consiste na adição de camadas protetoras de metais em geral, para proteção e para fins estéticos. Uma das possibilidades de galvanização para proteção da peça é a zincagem, uma eletrodeposição na qual uma corrente elétrica contínua passa pelos eletrodos, fazendo com que o metal que dá revestimento seja ligado ao polo positivo. O Zinco (Zn) é mais facilmente oxidável do que o Ferro (Fe), pois os potenciais padrão de redução são inferiores ao do Ferro (Fe) [Zn2+(aq) + 2 e- → Zn(s), E°red = - 0,76 V; Fe2+(aq) + 2 e- → Fe(s), E°red = - 0,44 V]. No processo de eletrodeposição na zincagem ocorrem as seguintes reações: