Março

Prof. Flávio Eduardo Larizzatti
Corrosão
Exercícios de Apoio – Lista 1
1) Semi-reações:
Fe2+ + 2 e-  Fe (Eº = -0,41V)
Cu2+ + 2 e-  Cu (Eº = +0,34V)
O2 + 2 H2O + 4 e-  4 OH- (Eº = +0,40V)
A estátua da Liberdade está no porto de Nova Iorque e, portanto, em ambiente marinho. Ela consiste em uma
estrutura de ferro sobre a qual estão rebitadas placas de cobre que dão forma à figura.
a) qual o efeito do ambiente marinho sobre as placas de cobre?
R: A redução do O2 em presença de água tem potencial de redução mais alto, portanto, as placas de
cobre metálico sofrerão processo de corrosão.
2 Cu(s)  2 Cu2+ + 4e-
+0,34 V
O2(g) + 2 H2O + 4e-  4 OH-(aq)
+0,40 V
____________________________________________________
2 Cu(s) + O2(g) + 2 H2O  2 Cu2+ + 4 OH-(aq)
+0,74 V
b) Por que não foi uma boa ideia ter cobre em contato com ferro? Justifique.
R: O ferro da estrutura, possuindo potencial de redução menos pronunciado que o do cobre, atua como
eletrodo de sacrifício, protegendo o cobre da corrosão. No entanto, com o passar do tempo, esta
estrutura de ferro foi sendo gradativamente corroída, deixando as placas de ferro sem a devida
proteção.
reação global:
Fe°  Fe2+ + 2e-
E°red = -0,44 V
Cu2+ + 2e- 
E°red = +0,34 V
Cu°
Fe° + Cu2+  Cu° + Fe2+
+0,78 V
2) Na reação abaixo, identifique o agente oxidante e o agente redutor. Indique também o número total de
elétrons envolvidos no processo.
5 Na2C2O4 + 2 KMnO4 + 6 H2SO4  K2SO4 + 5 Na2SO4 + 2 MnSO4 + 10 CO2 + 6 H2O
R: Agente oxidante: KMnO4; agente redutor: Na2C2O4; nº total de elétrons envolvidos: 10
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Corrosão
3) Deseja-se armazenar uma solução de NiCl2, cuja concentração é de 1 mol/L a 25ºC, e para isso dispõe-se de
recipientes de:
I. cobre.
II. lata comum (revestimento de estanho).
III. ferro galvanizado (revestimento de zinco).
IV. ferro.
Dados os potenciais-padrão de redução:
Zn2+(aq) + 2 e−
Zn(s)
Eº = −0,76V
Fe2+(aq) + 2 e−
Fe(s)
Eº = −0,44V
2+
−
Ni (aq) + 2 e
Ni(s)
Eº = −0,25V
Sn2+(aq) + 2 e−
Sn(s)
Eº = −0,14V
2+
−
Cu (aq) + 2 e
Cu(s)
Eº = +0,34V
Decida em qual (ou
corrosão química.
R:
Ni2+ + Cu  Ni
Ni2+ + Sn  Ni
Ni2+ + Zn  Ni
Ni2+ + Fe  Ni
quais) tanque(s) será possível armazenar a solução de NiCl 2 sem que o mesmo sofra
+
+
+
+
Cu2+
Sn2+
Zn2+
Fe2+
ddp
ddp
ddp
ddp
=
=
=
=
-0,25
-0,25
-0,25
-0,25
–
–
–
–
(+0,34)
(-0,14)
(-0,76)
(+0,44)
=
=
=
=
-0,59
-0,11
+0,51
+0,19
V
V
V
V
(Reação
(Reação
(Reação
(Reação
não-espontânea)
não-espontânea)
espontânea)
espontânea)
Logo, será possível armazenar a solução no tanque de cobre ou no tanque de lata comum.
4) Usando a tabela de potenciais,
a) ordene os halogênios pela força como agentes oxidantes.
R:F2 > Cl2 > Br2 > I2
b) decida se o peróxido de hidrogênio (H2O2) em solução ácida é um agente oxidante mais forte que Cl2.
R: Sim, pois de acordo com a tabela, peróxido de hidrogênio em meio ácido possui maior potencial de
redução que o gás cloro, e portanto tem preferência na redução.
c) Decida qual dos halogênios é capaz de oxidar o ouro metálico a Au 3+(aq).
R:
X2 + 2 e-  2 XEº = x
Au3+ + 3 e-  Au
Eº = +1,50 V
Para que ocorra a oxidação do ouro, é necessário que x > 1,50 V; logo, o único halogênio capaz de
oxidar o ouro é o F2 (Eº = +2,87 V)
5) Selecione na tabela três agentes oxidantes capazes de oxidar Cl- a Cl2.
R: MnO4-, H2O2 em meio ácido e gás flúor
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Corrosão
6) As meias células Fe2+(aq, 0,024 mol/L)|Fe(s) e H +(aq, 0,056 mol/L)|H2(g, 1 bar) são unidas por uma ponte
salina para criar uma célula voltaica. Determine o potencial da célula a 298 K.
R:
Fe + 2 H+  Fe2+ + H2  n = 2 e𝑸=
𝑬 = 𝑬𝟎 −
[𝑭𝒆𝟐+ ]
(𝟎, 𝟎𝟐𝟒)
=
= 𝟕, 𝟔𝟓
[𝑯+ ]𝟐
(𝟎, 𝟎𝟓𝟔)𝟐
𝟎, 𝟎𝟐𝟓𝟕
𝟎, 𝟎𝟐𝟓𝟕
. 𝒍𝒏𝑸 = 𝟎, 𝟒𝟒 −
. 𝒍𝒏 𝟕, 𝟔𝟓
𝒏
𝟐
E = 0,41 V
7) Num laboratório foi realizada a seguinte experiência: montou-se uma pilha eletroquímica usando um
eletrodo de prata mergulhado numa solução contendo íons prata, Ag+, e um eletrodo de cobre mergulhado
numa solução com íons cobre, Cu2+. Os compartimentos anódico e catódico foram separados por uma parede
porosa. Fez-se variar a concentração do eletrólito num dos compartimentos de acordo com os diagramas,
A: Cu(s) | Cu2+ (aq, 1,0 M) || Ag+ (aq, 1,0M) | Ag(s)
B: Cu(s) | Cu2+ (aq, 0,1 M) || Ag+ (aq, 1,0M) | Ag(s)
C: Cu(s) | Cu2+ (aq, 0,01 M) || Ag+ (aq, 1,0M) | Ag(s)
Qual das três pilhas terá a maior tensão? Justifique através de cálculos.
R:
A: Cu + 2 Ag+  Cu2+ + 2 Ag Eº = 0,80 – 0,34 = 0,46 V
B:
[𝑪𝒖𝟐+ ]
(𝟎, 𝟏)
=
= 𝟎, 𝟏
+
𝟐
[𝑨𝒈 ]
(𝟏, 𝟎)𝟐
𝟎, 𝟎𝟐𝟓𝟕
𝟎, 𝟎𝟐𝟓𝟕
𝑬 = 𝑬𝟎 −
. 𝒍𝒏𝑸 = 𝟎, 𝟒𝟔 −
. 𝒍𝒏 𝟎, 𝟏
𝒏
𝟐
E = 0,49 V
𝑸=
C:
[𝑪𝒖𝟐+ ]
(𝟎, 𝟎𝟏)
=
= 𝟎, 𝟎𝟏
+
𝟐
[𝑨𝒈 ]
(𝟏, 𝟎)𝟐
𝟎, 𝟎𝟐𝟓𝟕
𝟎, 𝟎𝟐𝟓𝟕
𝑬 = 𝑬𝟎 −
. 𝒍𝒏𝑸 = 𝟎, 𝟒𝟔 −
. 𝒍𝒏 𝟎, 𝟎𝟏
𝒏
𝟐
E = 0,52 V
𝑸=
Terá maior tensão a pilha mais diluída (pilha C)
8) O que é passivação? Porque metais passivados são sujeitos à corrosão quando riscados?
R: a passivavção consiste na formação de uma película de óxido metálico sobre o respectivo metal (ex.
formação de óxido de alumínio sobre placa de alumínio metálico), seja de forma espontânea ou
produzida por meios artificiais. Essa camada de óxido é impermeável ao oxigênio, impedindo-o de oxidar
a placa metálica revestida. Porém, se essa camada é retirada, por exemplo riscando-se sua superfície,
ocorre a exposição da superfície metálica ativa, formando-se uma pequena área anódica, circundada
por uma grande superfície catódica, dando origem à corrosão.
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Corrosão
9) Complete as seguintes frases:
a) Na corrosão eletroquímica a velocidade de oxidação é igual à velocidade de redução.
b) O mar é um meio mais corrosivo que a água doce porque tem mais íons, sendo mais condutora.
c) Se um revestimento catódico apresentar fissuras o metal que se corrói é o metal a proteger.
d) Um inibidor catódico reduz a velocidade da reação de redução.
e) Na proteção por ânodo de sacrifício a placa fixada à peça a proteger tem que ter um potencial de
oxidação superior ao metal a proteger.
f) O alumínio anodizado é um material que resiste bem à corrosão em determinados meios porque tem
óxido de alumínio na sua superfície que o isola do exterior.
10) Considere as seguintes afirmações. Indique as verdadeiras (V) e as falsas (F).
a) Numa reação de oxidação-redução a espécie reduzida perde elétrons. (F)
b) A corrosão eletroquímica ocorre em qualquer meio. (F)
c) As águas arejadas facilitam a corrosão eletroquímica. (V)
d) Na proteção catódica por correntes impostas, o metal a proteger funciona como cátodo. (V)
e) Um exemplo de um revestimento anódico é o alumínio anodizado. (F)
11) Em uma fábrica foi feita uma tubulação de ferro contendo juntas (ligação entre tubos de ferro) feitas
de cobre. Nessa tubulação passa uma solução aquosa. Esta empresa está sofrendo de problemas de
corrosão na tubulação. Imagine que você foi chamado para resolver o problema. Faça então um relatório
para o dono da empresa explicando porque está ocorrendo corrosão, quais as partes da tubulação mais
afetadas e uma solução para o problema.
R:
Relatório:
 Sistema
Tubulação de água

Material
Tubos: ferro - carbono
Juntas: cobre

Observações
Intenso processo corrosivo na região próxima às juntas

Causa
Corrosão galvânica, provocada pelo contato de dois metais diferentes (cobre e ferro), que causa a
corrosão do metal de maior potencial de oxidação: ferro (ânodo)

Solução
Limpeza das áreas com corrosão, substituição do material corroído.
Substituição das juntas de cobre, por material anódico ao aço-carbono, como alumínio ou zinco ou
material isolante.