INTRODUÇÃO À QUÍMICA

Prof° André Montillo
www.montillo.com.br
Corrosão
 Definição:
É a deterioração de um material, geralmente metálico, por ação
eletroquímica ou química do meio ambiente, associada ou não a esforços
mecânicos.
Isto pode acarretar desgastes, variações químicas e modificações
estruturais, tornando-os inadequados ao uso.
Atualmente considera-se corrosão, a deterioração de qualquer tipo de
material, tais como borracha, concreto, polímeros ou madeiras devido à
ação do meio ambiente.
Corrosão
 Reações Químicas:
São reações químicas de oxidação e redução, que ocorrem entre o meio
ambiente e a superfície metálica (ou qualquer outro material).
A reação de oxidação ocorrerá na área anódica (anodo/pilha) da superfície
metálica.
A reação de redução ocorrerá na área catódica (catodo/pilha).
Portanto, o desgaste da superfície metálica ocorrerá pela passagem do
metal da forma reduzida para a forma iônica (combinada na ligação
iônica).
A superfície anódica é o eletrodo mais eletropositivo, que dissolve na forma
de íons e fornece elétrons para a solução de eletrólitos, ou seja, é o eletrodo
que sofrerá a corrosão.
A superfície catódica é o eletrodo mais eletronegativo e receberá os elétrons
e permanecerá intacta sem sofrer o desgaste
Corrosão
 Reações Químicas:
Fe(s)
Fe2+(aq) + 2eO2(g) + H2O(l) + 2e2OH-
Fe2+(aq) + 2OHFe (OH)2(s)
Fe (OH)2(s)
Fe2O3.xH2O
Corrosão
 Classificação:
 Eletroquímica: meio ambiente, úmida e espontânea
 Química: meio ambiente, seca e espontânea
 Eletrolítica: é um processo eletroquímico onde há a presença de
corrente externa, ou seja, não espontânea
Corrosão
 Classificação:
 Eletroquímica: meio ambiente, úmida e espontânea:
Em face da necessidade do eletrólito conter água líquida, a corrosão
eletroquímica é também denominada corrosão em meio aquoso.
A água é necessária para funcionar como um eletólito, ou seja,
fornece os íons envolvidos na corrosão. Nos processos de corrosão,
os metais reagem com os elementos não metálicos presentes no
meio, O2, S, H2S, CO2 entre outros, produzindo compostos
semelhantes aos encontrados na natureza, dos quais foram
extraídos. Conclui-se, portanto, que nestes casos a corrosão
corresponde ao inverso dos processos metalúrgicos.
Corrosão
 Classificação:
 Eletroquímica: meio ambiente, úmida e espontânea:
HEMATITA: (minério de Ferro mais comum) = Fe2O3
FERRUGEM: (corrosão do Ferro) = Fe2O3 . x H2O
Corrosão
 Classificação:
 Química: meio ambiente, seca e espontânea:
Os processos de corrosão química são, por vezes, denominados
corrosão ou oxidação em altas temperaturas. Estes processos são
menos frequentes na natureza, envolvendo operações onde as
temperaturas são elevadas.
Se caracterizam basicamente por ausência da água líquida e
temperaturas, em geral, elevadas, sempre acima do ponto de orvalho
da água. Haverá a interação direta entre o metal e o meio corrosivo.
Como na corrosão química não se necessita de água líquida, ela
também é denominada em meio não aquoso ou corrosão seca.
Corrosão
 Classificação:
 Eletrolítica: é um processo eletroquímico onde há a presença de
corrente externa, ou seja, não espontânea. Esta corrente externa é
denominada de corrente de fuga ou corrente parasita.
Ocorre com frequência em tubulações de petróleo, água potável ou
cabos telefônicos enterrados e tanques de postos de gasolina.
Geralmente ocorrem por deficiência do isolamento ou aterramento.
Corrosão
 Tipos:
 Morfológica
 Causa/Mecanismo
 Fatores mecânicos
 Meios Corrosivos
 Localização do Ataque
Corrosão
 Tipos:
 Morfológica
 Uniforme
 Por Placas
 Alveolar
 Puntiforme ou “pite”
 Intergranular ou intercristalina
 Transgranular ou transcristalina
 Filiforme
 Por Esfoliação
 Grafítica
 Dezincificação
 Em Torno do Cordão de Solda
 Empolamento por Hidrogênio
Corrosão
 Tipos:
 Morfológica
Corrosão
 Tipos:
 Morfológica: considera-se apenas a forma do processo corrosivo:
 Uniforme: se processa de maneira uniforme em toda a
superfície atacada
Corrosão
 Tipos:
 Morfológica: considera-se apenas a forma do processo corrosivo:
 Por placas: quando o produto da corrosão se forma em
placas e se desprendem progressivamente
Corrosão
 Tipos:
 Morfológica: considera-se apenas a forma do processo corrosivo:
 Alveolar: o desgaste ocorre de forma localizada, criando um
aspecto de crateras
Corrosão
 Tipos:
 Morfológica: considera-se apenas a forma do processo corrosivo:
 Puntiforme ou “pite”: quando o desgaste ocorre de forma
muito localizada e de alta intensidade, geralmente, apresenta
uma profundidade maior que o diâmetro e com bordos
angulosos
Corrosão
 Tipos:
 Morfológica: considera-se apenas a forma do processo corrosivo:
 Intergranular ou intercristalina: quando o ataque se
manifesta no contorno dos grãos metálicos
Corrosão
 Tipos:
 Morfológica: considera-se apenas a forma do processo corrosivo:
 Transgranular ou transcristalina: quando o fenômeno se
manifesta sob a forma de trincas, que se propaga pelo interior
dos grãos metálicos
Corrosão
 Tipos:
 Morfológica: considera-se apenas a forma do processo corrosivo:
 Filiforme:
Corrosão
 Tipos:
 Morfológica: considera-se apenas a forma do processo corrosivo:
 Por Esfoliação:
Corrosão
 Tipos:
 Morfológica: considera-se apenas a forma do processo corrosivo:
 Grafítica:
Corrosão
 Tipos:
 Morfológica: considera-se apenas a forma do processo corrosivo:
 Dezincificação
Corrosão
 Tipos:
 Morfológica: considera-se apenas a forma do processo corrosivo:
 Em Torno do Cordão de Solda:
Corrosão
 Tipos:
 Morfológica: considera-se apenas a forma do processo corrosivo:
 Empolamento por Hidrogênio:
Corrosão
 Tipos:
 Causa ou Mecanismo:
 Por aeração diferencial: mesmo metal e um eletrólito
imersos em uma solução com concentrações diferentes de
oxigênio.
 Eletrolítica ou por correntes de fuga.
 Galvânica (Bimetálica): quando dois metais de composição
diferente são colocadas em contato (menos nobre na escala
galvânica/Zinco).
 Tensão fraturante (mecânica): combinação de uma força de
tração (stress) sobre um metal em um ambiente corrosivo.
 Em torno do cordão de solda.
 Seletiva (grafítica/grafita ou dezincificação/zinco)
 Empolamento ou fragilização pelo Hidrogênio: a forma
atômica do hidrogênio se localiza nas frestas do metal onde se
transformam em moléculas de hidrogênio aumentando a
pressão e formando bolhas .
Corrosão
 Tipos:
 Fatores Mecânicos: relaciona com as causas físicas
 Sob tensão: combinação de stress e corrosão
 Sob fadiga: é uma tensão cíclica sobre um metal (não precisa
ultrapassar o limite elástico do metal) em um meio corrosivo
 Sob atrito: movimento entre duas superfícies metálicas com
desgastes por fricção
 Sob erosão: desgaste mecânico do metal
Corrosão
 Tipos:
 Fatores Mecânicos: relaciona com as causas físicas
 Sob tensão: combinação de stress e corrosão
Corrosão
 Tipos:
 Fatores Mecânicos: relaciona com as causas físicas
 Sob fadiga: é uma tensão cíclica sobre um metal (não precisa
ultrapassar o limite elástico do metal) em um meio
Corrosão
 Tipos:
 Fatores Mecânicos: relaciona com as causas físicas
 Sob atrito: movimento entre duas superfícies metálicas com
desgastes por fricção
Corrosão
 Tipos:
 Fatores Mecânicos: relaciona com as causas físicas
 Sob erosão: desgaste mecânico de metal
Corrosão
 Tipos:
 Meios Corrosivos:
 Atmosférico: o ar contém umidade, sais, poeiras e gases em
suspensão.
 Pedológico (solos): o solo contém umidade, sais e bactérias.
 Microrganismos: ação das bactérias, fungos e algas sobre os
hidrocarbonetos
 Marinho: grande quantidade de sais e maior aceleração da
corrosão.
 Sais fundidos: importantes meios eletrolítico.
 Fluvial (rios e lagos): sais minerais e eventualmente ácidos e
bases, bactérias, resíduos industriais e gases dissolvidos.
Corrosão
 Tipos:
 Localização do Ataque: considera o local onde acorre o ataque da
corrosão.
 Uniforme
 Por “pite”
 Intergranular
 Intragranular
Corrosão
 Repercussões Econômicas:
Os problemas de deterioração e consequente corrosão ocorrem nas mais
variadas atividades: as construções civil e naval, meios de transporte e até
restaurações odontológicas e próteses ortopédicas.
Essas deteriorações causam perdas e consequente prejuízos:
 Perdas Diretas:
 Custos de substituições de peças ou equipamentos incluindo a
energia gasta e a mão de obra.
 Custos de proteção dos materiais.
 Perdas Indiretas:
 Paralizações acidentais das atividades.
 Perdas de produtos.
 Perda de eficiência.
 Contaminação de produtos.
 Superdimensionamentos de projetos.
Corrosão
 Repercussões Econômicas:
Em alguns setores, embora a corrosão não seja muito representativa em
termos de custos diretos, podemos levar em consideração alguns fatos:
 Questões de segurança: a corrosão localizada resulta, muitas
vezes em fraturas repentinas em meios de transportes, causando
desastres; vazamento de tubulações de gás e gasolina podendo
ocasionar explosões, etc.
 Interrupções de comunicações: corrosão de cabos telefônicos,
fios de condução elétrica, etc.
 Danificações de monumentos históricos:
 No caso de estátuas de mármore (CaCO3) pela chuva ácida
(formada por SO3 e NO2, reagindo com a água).
CaCO3 + H2SO4  CaSO4 + H2O + CO2
 No caso de estátuas de bronze (98% de Cu + 2% d Sn):
2CuO + H2SO4  Cu(OH)2 + CuSO4
(forma um recobrimento de cor esverdeada)
Corrosão
 Benefícios:
 Oxidação de aços inoxidáveis com a formação de uma película
protetora de Cr2O3 (Óxido de Cromo).
 Oxidação do Alumínio ou de suas ligas, que ocasiona a formação
de Al2O3 (Óxido de Alumínio) que serve como camada protetora.
 Fosforização de superfícies metálicas para permitir melhor
aderência de tintas (em pinturas de geladeiras, automóveis, fogões,
etc.).
 Aspecto decorativo em monumentos e esculturas de bronze com a
formação de um revestimento protetor escurecido (Óxidos e
Sulfatos) ou esverdeados (sais básicos).
Corrosão
 Métodos para Evitar ou Minimizar:
 Pintura das superfícies metálicas por materiais impermeáveis e
não metálicos (esmaltes, vernizes, tintas e plásticos).
A Galvanização (baseia-se no método de proteção contra a
corrosão pelo uso do Zinco). Se a camada de Zinco se mantiver
íntegra, ela vai servir como barreira para que a água e o Oxigênio não
entre em contato com o metal.
Utilização de “aços patináveis” (são aços de baixa liga que tem a
adição de Cobre e Cromo ou Níquel, Vanádio e Nióbio). Esses aços
quando expostos à atmosfera desenvolvem uma camada de Óxido
compacta e aderente denominada pátina que funciona como uma
barreira de proteção contra a corrosão não precisando de quaisquer
tipos de revestimentos protetores.