FERRUGEM
Muitas pessoas estão familiarizadas com
a corrosão dos metais, nomeadamente com
o enferrujamento do ferro (pois o produto final da corrosão
do ferro é designado por ferrugem)
CORROSÃO ATMOSFÉRICA
O ferro corroi em água, formando vários compostos, mas
estes dependem da temperatura e de outras condições periféricas.
De uma maneira simples a água ioniza-se e produz um ião
hidrogénio e a hidroxilação de uma pequena fracção
desses iões estão sempre presentes no estado livre onde eles
podem reagir com o metal :
H2O = H+ + OH-
Teoricamente o ferro pode reagir com água na ausência do
ar e produz-se o hidróxido de ferro (II) :
Fe + 2H2O = Fe(OH)2 + H2
Na presença do ar forma-se :
Fe + 2H2O + 1/2O2 = Fe(OH)2
CORROSÃO EM SOLUÇÕES
ALCALINAS OU NEUTRAS
A corrosão dos metais pode ocorrer em água fresca, água
do mar, soluções de sais ou soluções alcalinas.
Na maioria destes sistemas, a corrosão apenas ocorre se o oxigénio
dissolvido estiver presente. Soluções de água facilmente
dissolvem o oxigénio do ar, requerido para o processo de corrosão.
A corrosão mais familiar deste tipo é o enferrujamento
do ferro quando exposto a uma atmosfera húmida ou água :
4Fe + 6H2O +3O2 = 4Fe(OH)3
Normalmente o hidróxido de ferro fica exposto ao ar, a
temperaturas mais elevadas e a atmosferas mais secas, então existe
uma oportunidade para tirar a humidade, tornar seco o hidróxido
de ferro, desidratando-se e formando-se um óxido de ferro familiar
que é a ferrugem própriamente dita :
2Fe(OH)3 = FeO3 + 3H2O
NOTA: Isto também se verifica com outros metais, tais como o
zinco.
Se o hidróxido de ferro considerado for o II, isto é, Fe(OH)2 por desidratação forma-se FeO.OH ( cor amarela ou laranja ), a temperaturas altas a única forma de encontrar é a da magnetite - Fe3O4 ( cor preta ).
CORROSÃO GALVÃNICA
Este processo ocorre quando dois metais diferentes (por exemplo cobre
e ferro) estão em contacto na presença de um electrólito,
isto é, solução que conduz electricidade através
do movimento dos iões. Na corrosão galvãnica a taxa
de ataque de um dos metais é acelerada e a do outro é reduzida.
A "forma condutora" deste processo é a diferença de potencial
químico entre os metais.
Os átomos dos metais têm tendência para perder electrões.
O metal sólido que perdeu os electrões diz-se corroído.
Os vários electrões metálicos diferem na sua capacidade
de perder electrões e isro implica um gasto de energia.
A diferença de energia entre os metais e os seus minérios
pode ser expressa em termos eléctricos, os quais são relatados
como calores de formação dos compostos.
A dificuldade de extrair os metais apartir dos seus minérios
, em termos de energia requerida e a consequente tendência para libertar
essa energia por corrosão é reflexo da posição
relativa dos metais puros numa tabela, a qual é designada por série
electronegativa ou séries activas (activity
séries).
Quando dois metais estão em contacto, os electrões tendem
a "sair" de um e "ir para" o outro, estabelecendo-se assim uma corrente
eléctrica. Então diz-se que houve corrosão.
Este circuito eléctrico acelera grandemente a corrosão
dos metais mais activos - os que têm grande tendência para
perder electrões e diminuem a velocidade de corrosão de outros
.
Para outras condições que não as mesmas das "séries
activas" (quando o estudo é feito sobre condições
ideais, no qual esse metal em solução dos seus próprios
iões) sendo o caso de metais diferentes esta lista designa-se por
série galvãnica. Esta lista permite-nos
saber se a corrosão de um dado metal é acelerada pela presença
de outros e vice-versa.
Na essência electroquimica a corrosão requere 4 principais
factores :
- 1 ânodo
- 1 cátodo
- 1 electrólito
- 1 circuito electrónico
O cátodo e o ânodo envolvidos numa reacção
de corrosão são designados por electrodos. Os electrodos
neste caso são normalmente dois metais diferentes, também
podem ser diferentes áreas de um metal. A corrosão ocorre
no electrodo negativo. As reacções que ocorrem são
as seguintes :
ÂNODO (reacção de oxidação
) - Fe = Fe2+ + 2e (os
electrões deixam o ferro)
CÁTODO ( reacção de reducão ) - H2O
+ 1/2O2 + 2e = 2HO- (os electrões deixam o outro
metal e reagem com o oxigénio
dissolvido na água).
Reacção de oxidação-redução:
Fe2+ + 2HO- = Fe(OH)2 Este
composto é insolúvel na presença de água oxigenada
e converte-se em hidróxido de ferro III :
2Fe(OH)2 + H2O + 1/2O2 =
Fe(OH)3 - ferrugem cor laranja
PREVENÇÃO
Conhecem-se várias formas de protecção contra
a corrosão do ferro. Das mais correntes salienta-se a aplicação
de tintas, esmalte e outros produtos na superfície do metal. Também
se procede frequentemente à cobertura com zinco por electrodeposição
( no ferro galvanizado ou ferro zincado ) ou com crómio ( ferro
cromado ) ou simplesmente se liga o ferro a um pedaço de zinco ou
magnésio.
Outra forma de evitar corrosão consiste em associar outros metais
ao ferro com formação de ligas, é o que se passa com
o "aço inoxidável" que é uma liga de ferro, crómio
e niquel.
corrosão - é a deteorização
duma substãncia (usualmente um metal) ou das suas propriedades,
devido a uma reacção entre este e o exterior.
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Produto de corrosão refere-se às
substãncias produzidas durante a reacção de corrosão.
Estes podem ser solúveis, como o cloreto de zinco ou sulfato de
zinco, ou insolúveis como é o caso do óxido de ferro
ou hidróxido. A presença dos produtos de corrosão
é uma das maneiras mais fáceis de detectar a corrosão.
No caso concreto do ferro é a ferrugem.
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4Fe(OH)3 - hidróxido de ferro (III) -
substãncia insolúvel que apresenta a cor casta
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ACTIVITY SÉRIES
Mg Al Zn Fe Cd Ni Sn Pb Cu Ag Au Pt |
SÉRIESGALVÃNICAS
Mg Zn Al Cd Fe Pb Sn Cu Ni Ag Au Pt |