Lista de Química - Corrosão
Por: Camila Fernandes • 5/8/2018 • Pesquisas Acadêmicas • 1.287 Palavras (6 Páginas) • 229 Visualizações
Lista de exercícios – corrosão
1) Sobre a corrosão, defina o que é corrosão e quais as suas consequências em um material?
Deterioração de um material, geralmente metálico, por ação química ou eletroquímica do meio onde este se encontra, associada ou não a esforços mecânicos. As reações de corrosão são reações de oxirredução espontâneas nas quais um metal é atacado por alguma substância em seu ambiente e é convertido em um composto não-desejado.
Consequências da corrosão sobre um material: - Desgastes; - Variações químicas; - Inadequação ao uso.
Exemplos:
- Deterioração do cimento portland – por ação de sulfato;
- Perda de elasticidade da borracha – devido à oxidação por ozônio (O3 ), deixando a borracha quebradiça;
- Perda de resistência da madeira – presença de soluções ácidas, ocasionando a hidrólise da celulose.
2) O que é a camada passivadora? Explique sua formação.
Camada passivadora - composto metálico proveniente da corrosão, que pode atuar como uma barreira entre o metal e o meio corrosivo, diminuindo a velocidade de corrosão do metal.
Exemplo: ¬ Latas de alumínio de refrigerante e cerveja sofrem corrosão química muito lenta, devido a formação de um revestimento fino de óxido de alumínio (Al2O3 ) na superfície do metal. Esse revestimento é impermeável a O2 e H2O, protegendo a camada inferior de metal de corrosão adicional.
Camada passivadora - protege a superfície do aço contra processos corrosivos. É necessária uma quantidade mínima de cromo de cerca de 11% em massa. Esta película é aderente e impermeável, isolando o metal do meio agressivo
3) A corrosão nos materiais resulta em perdas econômicas. Exemplifique algumas destas perdas.
a) Custos com substituição de peças ou equipamentos que sofreram corrosão, incluindo-se a mão-de-obra utilizada;
b) Custos e manutenção dos processos de proteção contra corrosão;
c) Paralisações em equipamentos como trocadores de calor ou caldeiras para a limpeza;
d) Substituição de tubos corroídos, interrompendo o sistema produtivo.
e) Perda de produtos como: óleo, soluções, gás ou água através de tubulações corroídas.
4) Quanto a morfologia, cite quatro formas de corrosão e descreva suas características.
- Corrosão uniforme: A corrosão se processa em toda extensão da superfície, ocorrendo perda uniforme de espessura.
É, provavelmente, o mais comum dos tipos de corrosão principalmente nos processos corrosivos de estruturas expostas à atmosfera.
- Por placas – a corrosão se localiza em regiões da superfície metálica e não em toda sua extensão, formando placas com escavações.
- Corrosão alveolar – a corrosão se processa na superfície metálica produzindo escavações, que apresentam fundo arredondado e profundidade geralmente menor que seu diâmetro.
- Puntiforme ou por pite – a corrosão se processa em pontos ou em pequenas áreas localizadas na superfície metálica produzindo pites (cavidades que apresentam o fundo em forma angulosa e profundidade geralmente maior do que o seu diâmetro).
5) Explique como ocorre a corrosão galvânica.
Ocorre quando dois materiais metálicos, com diferentes potenciais, estão em contato em presença de um eletrólito, ocorrendo uma diferença de potencial e a consequente transferência de elétrons.
Caracteriza-se por apresentar corrosão localizada, próximo a região do acoplamento de materiais, ocasionando profundas perfurações no material metálico que funciona como anodo.
Exemplos: Trocadores de calor, com feixe de tubos de alumínio A presença de pequenas concentrações de Cu2+ (aq) na água de refrigeração utilizada no trocador de calor, ocasiona, em pouco tempo, perfurações nos tubos de alumínio.
Considerando-se apenas o potencial, a corrosão galvânica será mais intensa quanto mais distantes forem os potenciais eletroquímicos tabelados dos materiais;
Para juntar dois materiais metálicos de potenciais diferentes, recomendase consultar a tabela, identificando o material que terá a tendência de funcionar como anodo;
Quando inevitável a junção de dois materiais metálicos com potenciais diferentes, deve-se fazer em um deles um revestimento metálico que permita uma aproximação de potenciais, diminuindo a diferença entre eles e, consequentemente, o processo corrosivo.
6) A velocidade de corrosão é classificada em velocidade média e instantânea. O que se pode determinar para cada tipo de velocidade?
Velocidade média de corrosão: Estima o tempo de vida útil de uma determinada estrutura;
Pode ser medida através da perda de massa do material, ou da determinação da concentração de íons metálicos em solução, em um determinado tempo de exposição ao meio corrosivo;
Dimensão (unidades): Massa* área-1 *tempo-1 . (mg.dm^-2 .dia^-1 , g.m^-2 .h ^-1 ).
Para medir a velocidade média, é necessária a instalação de cupons de teste no equipamento em estudo. Esses cupons podem ser retirados em intervalos de tempo pré-estabelecidos e pesados para que se tenha noção exata do desgaste que o material está sofrendo em sua condição de trabalho.
- Velocidade instantânea de corrosão : Velocidade relacionada a um metal que está sofrendo corrosão num determinado instante t;
Perda de massa do material:
m = 𝑲𝒊𝒕/ 𝑭
m = massa do metal que sofre a corrosão
K = potencial eletroquímico do metal
i = corrente de corrosão
t = tempo
F = constante Faraday
Através da velocidade instantânea, verifica-se a necessidade de aumentar ou diminuir a concentração de um inibidor num determinado momento.
8) O diagrama de Pourbaix correlaciona as propriedades de pH x potencial (E), e apresenta três zonas principais (imunidade, corrosão e passividade). Explique o que ocorre em cada uma dessas zonas.
Zona de imunidade (A) - as reações não são termodinamicamente possíveis. Nesta zona a corrosão é nula, o metal apresenta um comportamento inerte, mantendo-se na sua forma metálica. Exemplo: Cd (s)
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