Reatividade Dos Metais

Universidade Regional Integrada do Alto Uruguai e das Missões – Campus Santo Ângelo

DECC - Departamento de Engenharia e Ciências da Computação

Curso de Engenharia Civil

Disciplina: Química Geral e Experimental I

“Reatividade dos Metais”

Santo Ângelo, 18 de junho de 2014.

1 – OBJETIVO

Este trabalho tem por objetivo verificar a reatividade de diferentes materiais em meio ácido.

2 – INTRODUÇÃO

A reatividade consiste na tendência que um átomo possui para captar ou perder elétrons. Já a reatividade de um metal é definida por sua tendência de perder elétrons. Todos os metais obedecem a uma fila de reatividade química, onde os que têm maior tendência de ceder elétrons, ou seja, oxidar, são mais reativos e aparecem no início da fila de reatividade. Eles são os metais alcalinos, alcalinos terrosos e outros. Já os menos reativos, com menor tendência de ceder elétrons, aparecem no final da fila, sendo os metais nobres. Com isso percebe-se que os metais mais reativos doam elétrons para os menos reativos espontaneamente, estabelecendo assim, as reações espontâneas.

Sendo assim, a reatividade química dos metais varia conforme sua eletropositividade – que indica a tendência do átomo a liberar elétrons quando ligado a outro –, logo, quanto mais eletropositivo for o elemento mais reativo será o metal. Analisando a fila de reatividade dos metais, percebe-se que o metal à esquerda reage com a substância formada por íons situados à sua direita, e que o contrário não ocorre, a não ser que seja constituída uma reação não espontânea.

Figura 1: Fila de reatividade dos metais.

Figura 2 Figura 3

Figura 2: reação de metal situado antes do H na tabela de reatividade.

Figura 3: Reação de metal situado depois do H na tabela da reatividade.

Na figura 2, através da formação de bolhas comprova-se que, de fato, ocorreu reação. Além das bolhas, existem outras formas de comprovar que ocorreu a reação, como uma mudança de temperatura, formação de gás, alteração na cor, perda de massa do metal, entre outros.

Já na figura 3, onde se tem a reação do cobre com ácido clorídrico, constata-se que a reação não ocorre espontaneamente, já que o cobre é menos reativo que o hidrogênio. Todavia, o ácido clorídrico reage com o óxido de cobre (não chegando a reagir com o cobre) e limpa a peça de cobre, sendo esse processo denominado decapagem. Assim, define-se por decapagem todo o procedimento que visa à remoção de oxidações e impurezas inorgânicas sobre superfícies metálicas, como as carepas de laminação e recozimento; camadas de oxidação como a ferrugem, por exemplo; crostas de fundição e incrustações superficiais. Para realização de tal, existem diferentes tipos de processos que podem ser executados, como:

• Decapagem Eletrolítica: É baseada na transferência de elétrons entre materiais com ddp (diferença de potencial elétrico – anodos e cátodos). O material a ser decapado é mergulhado em tanques com eletrodos que recebem uma corrente contínua de retificadores. No decorrer da prática, o procedimento gera ácido sulfúrico em quantidades controladas. Existem vários tipos de processos eletrolíticos, tais como:

1. Bullard-Dunn: As peças são ligadas ao cátodo, o anodo é feito de chumbo ou de estanho, e o eletrólito contém ácido sulfúrico. O hidrogênio se forma e quebra a camada de óxido, fazendo com que as superfícies limpas recebam imediatamente um revestimento fino de chumbo ou estanho;

2. Decapagem anódica: neste processo, indicado para peças com roscas que deverão passar por posterior galvanização, usam-se ácidos inorgânicos e aditivos;

3. Processo com Condutor Central: são banhos fortemente alcalinos que combinam altas densidades de corrente e altas temperaturas, onde a corrente passa de um eletrodo para o outro através da peça (condutor central), provocando decapagem da superfície na entrada e na saída.

• Decapagem Mecânica: tem o objetivo de produzir superfícies puras e reconhecer defeitos estruturais, e é caracterizada pela utilização de pressão de compressão na superfície. Deve ser realizada com cuidado, uma vez que pode incrustar partículas de óxido na superfície ao invés de removê-las. No geral, é empregada como um pré-tratamento para facilitar/tornar mais eficiente as decapagens químicas. Nesse tipo de decapagem, também existem vários processos a serem utilizados:

1. Escovação e Raspagem: feita com ferramentas manuais e utilizada em pequenas indústrias ou para peças avulsas.

Figura 4: método de limpeza por escovação e raspagem.

2. Tamboreamento: as peças são colocadas dentro de um tambor fechado ou aberto que gira e provoca a limpeza das peças pelo atrito com material abrasivo contido no tambor.

Figura 5: Limpeza de peças por tamboreamento.

3. Jato abrasivo: remove a carepa, óxidos e cascas de fundição por efeito do impacto de areia ou esferas de aço sobre a peça a limpar. A areia é impulsionada por ar comprimido

Figura 6: processo de limpeza de peças por jato de areia.

4. Remoção de carepa por flexionamento: consiste em romper as carepas frágeis através da imposição de deformação.

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Figura 7: Remoção de carepa por flexionamento.

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