Pilhas

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  • Publicado : 29 de julho de 2012
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Em presença de ar úmido ou de água contendo oxigênio dissolvido, alguns metais sofrem o fenômeno da corrosão, que é a dissolução dos mesmos sob a forma iônica. O exemplo mais conhecido deste processo é a corrosão do ferro. Os átomos de Fe° são oxidados a Fe2+ e os átomos do oxigênio, contidos sob a forma de O2 no ar atmosférico, são reduzidos a O2- sob a forma de OH1-.

Reação anódica(oxidação)

Fe(s) => Fe2+ + 2e-

Reação catódica (redução)

1/2 O2(g) + H2O + 2e- => 2 OH1-(aq)

O uso do coeficiente fracionário pode ser evitado multiplicando-se ambas as equações por 2.

2 Fe(s) => 2 Fe2+ + 4e-

O2(g) + 2 H2O + 4e- => 4 OH1-(aq)
____________________________________________________
2 Fe(s) + 1/2 O2(g) + 2H2O => 2 Fe2+ + 4 OH1-(aq)

O produto da corrosão do ferro é o Fe(OH)2, que posteriormente é oxidado a Fe(OH)3. Geralmente, o produto da corrosão do ferro é representado por Fe2O3.3H2O. Essa forte tendência que o ferro apresenta em ser corroído explica a tendência de o aço ser substituído por outras ligas menos sujeitas a estes processos em algumas aplicações. Alguns metais, tais comoalumínio, zinco e chumbo, sofrem somente corrosão superficial. Essa camada impede que o processo de corrosão avance para o interior do material. No caso do ferro, a baixa aderência dos produtos da corrosão e sua solubilidade em água fazem com que a corrosão deste metal seja bastante pronunciada.

A proteção de um metal contra a corrosão pode ser feita através de recobrimentos que impeçam o acesso aumidade ao mesmo. As pinturas podem ser usadas com esta finalidade, no entanto, arranhões na mesma podem facilitar o processo de corrosão.

No processo de galvanização, o ferro é recoberto por uma fina película de zinco. O zinco se oxida mais facilmente que o ferro.

Fe2+ + 2e- => Fe° E°red = -0,44 V

Zn2+ + 2e- => Zn° E°red = -0,76 V

O zinco protege o ferro docontato com água e oxigênio e atua como redutor na pilha formada por ele e o ferro, no caso da cobertura ser riscada. O Fe exposto ao ar, se transforma em Fe2+, que é imediatamente reduzido pelo zinco contido no recobrimento.

Uma outra forma de proteção contra a corrosão é a que é utilizada nas latas de conservas que encontramos nos supermercados. Um revestimento de estanho tem por objetivoproteger o ferro da lata. A camada de estanho impede o contato do ferro com as substâncias que podem gerar a corrosão do mesmo. Deve-se evitar a compra de latas amassadas, pois a proteção de estanho pode ter sido danificada e, neste caso, o ferro forma uma pilha com o estanho do recobrimento. Como o estanho apresenta potencial de redução mais alto que o do ferro, ele atuará como semi-reação deredução e o ferro como oxidação.

Sn2+ + 2e- => Sn° E°red = -0,14 V

Fe2+ + 2e- => Fe° E°red = -0,44 V

Numa pilha com o estanho, o ferro sofreria oxidação de acordo com a reação:

Feo => Fe2+ + 2e- E°oxid = +0,44 V

O material contido na lata seria contaminado com íons Fe2+.

Uma outra forma de proteger o ferro da corrosão é mantê-lo em contato com ummetal que seja mais propenso à corrosão que ele (metal com potencial de redução menor que o do ferro). Normalmente se utiliza o metal magnésio para esta finalidade, devido ao seu baixo potencial de redução. Este metal é conhecido como metal de sacrifício. Enquanto existir este metal em contato com o ferro, este será protegido do processo de corrosão. A proteção cessa quando o metal de sacrifício sedissolve totalmente. Este tipo de proteção é muito utilizado em cascos de embarcações.

Mg2+ + 2e- => Mg° E°red = -2,37 V

Fe2+ + 2e- => Fe° E°red = -0,44 V

Exemplo 1

(Fuvest - SP) A corrosão do ferro, processo que se inicia pela formação de íons Fe2+, pode ser evitada colocando-se o ferro em contato com um metal que se oxide mais facilmente. Dada a...
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