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ITA 2017
Pode-se utilizar metais de sacrifício para proteger estruturas de aço (tais como pontes, antenas e cascos de navios) da corrosão eletroquímica. Considere os seguintes metais:
I. Alumínio
II. Magnésio
III. Paládio
IV. Sódio
V. Zinco
Assinale a opção que apresenta o(s) metal(is) de sacrifício que pode(m) ser utilizado(s).
a
Apenas I, II e V.
b
Apenas I e III.
c
Apenas II e IV.
d
Apenas III e IV.
e
Apenas V.
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Resposta
A
Tempo médio
1 min
Resolução
Passo a passo da resolução
- Para que um metal seja sacrifício e proteja o aço (ferro) contra corrosão, ele precisa oxidar-se mais facilmente do que o ferro — isto é, possuir potencial padrão de redução \(E^0\) mais negativo que o do par \(\text{Fe}^{2+}/\text{Fe}\) (\(E^0=-0{,}44\,\text{V}\)).
- Consultando valores tabelados:
- \(\text{Al}^{3+}/\text{Al}\;E^0=-1{,}66\,\text{V}\)
- \(\text{Mg}^{2+}/\text{Mg}\;E^0=-2{,}37\,\text{V}\)
- \(\text{Pd}^{2+}/\text{Pd}\;E^0=+0{,}92\,\text{V}\)
- \(\text{Na}^{+}/\text{Na}\;E^0=-2{,}71\,\text{V}\)
- \(\text{Zn}^{2+}/\text{Zn}\;E^0=-0{,}76\,\text{V}\)
- Metais com \(E^0\) mais negativo que −0,44 V podem agir como ânodos de sacrifício (Al, Mg, Na, Zn).
- Contudo, o sódio metálico reage violentamente com água e não é utilizável em ambientes aquosos ou expostos ao ar; por isso, ele é inaplicável na proteção catódica prática.
- Logo, os metais adequados e tecnicamente viáveis são: I (Alumínio), II (Magnésio) e V (Zinco).
Alternativa correta: A.
Dicas
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Lembre que o ânodo de sacrifício deve ter \(E^0\) mais negativo que o do ferro.
Considere se o metal pode ficar exposto à água/mar sem se destruir instantaneamente.
Metais nobres costumam ter potenciais positivos – são maus ânodos.
Erros Comuns
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Achar que basta o potencial elétrico e, por isso, incluir o sódio sem considerar sua extrema reatividade.
Julgar que qualquer metal nobre (como o paládio) protegeria o ferro, quando na verdade ele se tornaria o cátodo, acelerando ainda mais a corrosão do ferro.
Revisão
Conceitos-chave
- Corrosão eletroquímica: processo em que o metal (ânodo) se oxida, liberando elétrons que reduzem espécies no cátodo.
- Proteção catódica: conexão do metal a proteger (ferro/aço) a um metal mais ativo (ânodo de sacrifício). O sacrifício oxida-se, poupando o ferro.
- Potencial padrão de redução (\(E^0\)): quanto mais negativo, maior a tendência de perder elétrons (oxidar-se). Para proteger o ferro (\(E^0=-0,44\,\text{V}\)), usa-se um metal com \(E^0< -0,44\,\text{V}\).
- Viabilidade prática: além do critério eletroquímico, o metal deve ser estável e manuseável em meio aquoso (descarta Na).
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