O Relatório Corrosão

1. INTRODUÇÃO

        A corrosão é a 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.

        Ela ocorre pela oxidação indesejada de um metal, acarretando vários problemas como desgastes do material, variações químicas e inadequação ao uso. Onde esta pode ocorrer em indústrias químicas, indústrias petrolíferas e petroquímicas, indústria naval, construção civil e, meios de transportes.

        Existem várias formas de corrosão, e diversas formas de classifica-las, entre elas podemos categorizar quanto a sua morfologia, causas ou mecanismos, fatores mecânicos, meio corrosivo e, localização do ataque.

        Quanto às causas ou mecanismos, temos a corrosão galvânica, por aeração diferencial e por solicitações mecânicas. 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. Já a corrosão por aeração diferencial sucede quando há variações nas concentrações de oxigênio no meio eletrólito. Com a concentração de oxigênio mais alta no meio circundante, mais catódico se torna o potencial eletroquímico de um material metálico, tornando as áreas em contato com esta concentração mais elevada de oxigênio catódicas, gerando diferença de potencial em relação as áreas de meio de menor concentração de oxigênio, que passam a ser anódicas.

        O meio corrosivo é muito importante no processo de corrosão, podendo ser ele a atmosfera, onde esta depende das substâncias presentes, variações da temperatura, variações de umidade, entre outros; meio aquoso, no qual os materiais metálicos em contato com a água tendem a sofrer corrosão dependendo das substâncias presentes na água; o solo; e produtos químicos.

        Existem várias formas de proteção contra a corrosão, evitando a degradação de determinado material, entre elas podemos citar a proteção catódica. Onde esta é uma técnica usada para combater a corrosão das instalações metálicas, que estão enterradas, submersas e em contato com eletrólitos. Proteger catodicamente uma estrutura significa eliminar, por processo artificial, as áreas anódicas da superfície do metal fazendo com que toda a estrutura adquira comportamento catódico.

        A proteção catódica com anodo de sacrifício consiste na obtenção do fluxo de corrente elétrica pela diferença de potencial existente entre o metal a proteger e outro metal escolhido como anodo, sendo os materiais mais utilizados como anodos de sacrifício as ligas de magnésio, zinco e alumínio. Já na proteção catódica por corrente impressa o fluxo de corrente fornecido origina-se da força eletromotriz (fem) de uma fonte geradora de corrente elétrica contínua, necessária para a proteção da estrutura metálica. Para fechar o circuito é necessário a presença de um eletrodo anódico. Além dessas, ainda existem a proteção anódica e inibidores de corrosão, bastantes eficientes no processo contra corrosão.

2. OBJETIVO

2.1. CORROSÃO I – TIPO DE CORROSÃO

Observar os diferentes tipos de corrosão entre metais provocados pela corrosão galvânica e pela corrosão eletrolítica.

2.2. CORROSÃO II – CORROSÃO EM LATAS DE AÇO

        O experimento sobre corrosão teve como objetivo mostrar alguns aspectos básicos do processo corrosivo, como o efeito do NaCl na sua velocidade e o uso de metais como ânodos de sacrifício, afim de proteger outros materiais da corrosão.

2.3. CORROSÃO III – INFLUÊNCIA DO MEIO ELETROLÍTICO

Observar o processo de corrosão do ferro quando colocado em contato com diferentes meios eletrolíticos e verificar as condições que aceleram sua corrosão.

2.4. CORROSÃO IV – PROTEÇÃO CATÓDICA

        O experimento teve como objetivo mostrar como ocorre o processo na proteção catódica por anodo de sacrifício e a proteção catódica por corrente impressa, técnicas usadas para combater a corrosão de instalações metálicas.

3. DISCUSSÕES E RESULTADOS

3.1. CORROSÃO I – TIPO DE CORROSÃO

CORROSÃO GALVÂNICA

PARTE I: Corrosão provocada por aeração (ou oxigenação) diferencial

O ferricianeto de potássio foi utilizado para indicar a presença dos íons ferrosos na solução (Fe+2), pois apresenta coloração azul na presença desses íons. A fenolftaleína foi utilizada para indicar a basicidade do meio, ou seja, a presença dos íons (OH-), apresentando uma coloração rósea. Após alguns minutos observou-se que na região central da película formou-se uma mancha de coloração azul esverdeado e na região periférica surgiram manchas de coloração róseo.

Nesse experimento houve oxidação do ferro metálico da tampinha e redução do oxigênio do ar dissolvido na solução. A redução do oxigênio levou à formação de íons OH– que, na presença da fenolftaleína, conferiram coloração rósea à solução. A redução do oxigênio em meio aquoso ocorreu no cátodo.

O2(g) + 2H2O(l) + 4e- → 4OH-(aq)            (Equação I)

A oxidação do ferro, levou, inicialmente, à formação de íons ferrosos (Fe2+) por perda de elétrons.

Fe(s) → Fe+2(aq) + 2e-                     (Equação II)

A presença dos íons ferrosos foi indicada pela coloração azul da solução, em função da formação do complexo ferricianeto ferroso (Fe4[Fe(CN)6]3). A oxidação do ferro ocorreu por perda de elétrons na região anódica.

Somando-se as semi-reações (I) e (II), tem-se a reação global para o sistema.

4Fe(s) + 4H2O(l) + 2O2(g) → 4Fe2+ + 8OH-(aq)

Como na região periférica da gota havia maior disponibilidade de oxigênio, pois era a região de maior superfície de contato com o ar, o processo de redução do oxigênio passou a ocorrer, preferencialmente, ao seu redor (região catódica), que passou a apresentar coloração rósea. Por outro lado, a oxidação do ferro passou a ocorrer na região central da gota (ânodo), onde havia menor disponibilidade de oxigênio, e essa região passou a apresentar coloração azul.