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Exercícios sobre proteção contra corrosão dos metais

Exercícios de Química

Estes exercícios sobre proteção contra corrosão dos metais envolvem processos como a galvanização com uso de metais de sacrifício e revestimentos. Publicado por: Jennifer Rocha Vargas Fogaça
questão 1

(UFPR) A corrosão dos metais é um processo de considerável importância econômica porque diminui a vida útil dos produtos metálicos, cuja substituição é de custo elevado.

Durante o processo de corrosão, os metais sofrem oxidação. O ferro, por exemplo, oxida-se, resultando na ferrugem (Fe2O3.H2O). A transformação de ferro metálico em ferrugem só ocorrerá na presença de um agente oxidante. As semirreações a seguir estão envolvidas no processo de corrosão do ferro.

I – Fe3+(aq) + 3 e- → Fe(s)                                E0 = - 0,04 V
II – 2 H2O(líq) + 2 e- H2(g) + 2 OH-(aq)           E0 = - 0,41 V
III – O2(g) + 4 H+(aq) + 4 e- 2 H2O(líq)               E0 = +0,82 V

Uma maneira simples de prevenir a corrosão consiste em proteger a superfície metálica pela pintura. Outra forma de proteção é a galvanização, que consiste na aplicação de uma camada de zinco à superfície do ferro. Grandes estruturas podem ser protegidas pela sua conexão a um bloco de zinco ou magnésio (ver figura abaixo, em que M representa Mg ou Zn).

Figura em exercício mostrando proteção de ferro com conecção a blocos de zinco ou magnésio
Figura em exercício mostrando proteção de ferro com conecção a blocos de zinco ou magnésio

Conforme o caso, as semirreações envolvidas são:

IV – Zn2+(aq) + 2 e- → Zn(s)                               E0 = - 0,76 V
V – Mg2+(aq) + 2 e- → Mg(s)                       E0 = - 2,36 V

Com base no texto acima, é correto afirmar sobre o processo de corrosão do ferro:

1. As semirreações I e II indicam que uma película de água pura sobre a superfície do ferro é um poderoso oxidante desse metal, resultando na ferrugem.

2. A semirreação III revela que o gás oxigênio favorece o processo de corrosão.

3. Uma película de tinta previne a corrosão por impedir o contato do metal com o agente oxidante.

4. Na galvanização, o zinco protege o ferro por ceder elétrons mais facilmente que este último.

5. O zinco é um melhor redutor que o magnésio.

questão 2

(UNI-RIO) "A ferrugem" apresentada pelos automóveis, na nossa cidade, é um processo denominado corrosão. Na presença de ar seco (ausência de umidade), o automóvel praticamente não enferruja. Numa cidade praiana, como o Rio de Janeiro, torna-se necessária a adoção de medidas que minimizem a corrosão. Uma delas é a galvanização, que significa revestir o ferro presente no automóvel com um metal redutor mais forte do que ele. Assinale a opção que apresenta o metal redutor que permite a galvanização do ferro.

(Dado: Fe2+/Fe = - 0,44V) 

a) Cd2+(aq) + 2e → Cd(s) E0 (V) = - 0,40 
b) Co2+(aq) + 2e­ → Co(s) E0 (V) = -0,28 
c) Cu2+(aq) + 2e­ → Cu(s) E0 (V) = 0,34 
d) Ni2+(aq) + 2e­ → Ni(s) E0 (V) = -0,25 
e) Zn2+(aq) + 2e­ → Zn(s) E0 (V) = -0,76

questão 3

O alumínio sofre corrosão em contato com o ferro. Para efetuar uma proteção catódica, qual dos metais a seguir é o mais indicado? E qual é a equação química correspondente?

Dados:

Al3+(aq) + 3 e- → Al(s) E0 = -1,67 V
Zn2+(aq) + 2 e- Zn(s) E0 = - 0,76 V
Cu2+(aq) + 2 e- Cu(s) E0 = +0,34 V
Mg2+(aq) + 2 e- Mg(s) E0 = - 2,38 V
Ni2+(aq) + 2e- ­­ Ni(s) E0 = -0,25 V

a) Alumínio. Equação: Fe + Al3+→ Fe3+ + Al

b) Zinco. Equação: 3 Zn + 2 Al3+→ 3 Zn2+ + 2 Al

c) Cobre. Equação:3 Cu + 2 Al3+→ 3 Cu2+ + 2 Al

d) Magnésio. Equação:3 Mg + 2 Al3+→ 3 Mg2+ + 2 Al

e) Níquel. Equação: 3 Ni + 2 Al3+→ 3 Ni2+ + 2 Al

questão 4

Uma forma de proteger um metal contra corrosão é conectá-lo eletricamente a um ânodo de sacrifício. Este deve ser:

a) um metal mais facilmente oxidável do que o metal que se quer proteger.

b) um metal menos facilmente oxidável do que o metal que se quer proteger.

c) o mesmo metal que se quer proteger.

d) uma pintura.

e) um metal com potencial de redução maior do que o do metal que se quer proteger.

respostas
Questão 1

Apenas a 5 está incorreta.

1. Correto. A semirreações de oxidação, redução e reação global são, respectivamente:

Fe(s) → Fe3+(aq) + 3 e-
2 H2O(l) + 2 e- H2(g) + 2 OH-(aq)
2 Fe(s) + 6 H2O(l) → 2 Fe3+(aq) + 3 H2(g) + 6 OH-(aq)

∆E = (-0,04) - (-0,41)
∆E = +0,37 V (reação espontânea)

2. Correto. Como E0 red III > E0 red I, o gás oxigênio sofre redução, enquanto o ferro metálico oxida-se, ou seja, sofre corrosão.

3. Correto. Ao pintar a superfície do ferro metálico, o contato dessa superfície limita-se à tinta, o que previne o contato com agentes oxidantes e, consequetemente, a corrosão.

4. Correto. O zinco apresenta menor potencial de redução que o ferro. Assim, o zinco sofre oxidação no lugar do ferro, agindo como um metal de sacrifício.

5. Incorreto. Como E0 red Mg > E0 red Zn, o zinco é melhor oxidante que o magnésio.

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Questão 2

Alternativa “e”.

O zinco é o único dos metais apresentados que possui potencial de redução (-0,76 V) menor que o do ferro (-0,44 V). Assim, o zinco oxida-se no lugar do ferro, agindo como um metal de sacrifício em um processo de galvanização.

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Questão 3

Alternativa “d”.

O metal mais indicado é o de maior potencial de oxidação (ou menor potencial de redução), ou seja, o Magnésio.

A equação química é dada por:

3 Mg + 2 Al3+→ 3 Mg2+ + 2 Al

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Questão 4

Alternativa “a”.

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