Exercícios sobre proteção contra corrosão dos metais

(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^- → H_2(g) + 2 OH^-_(aq)           E⁰ = - 0,41 V
III – O_2(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

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.

(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

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

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.