Quimica Aplicada
Resumo enviado pelo Robson Tobias. Obrigado.
CORROSÃO
DEFINIÇÃO: é a deterioração de um material metálico, por ação química ou eletroquímica do meio ambiente associada ou não a esforços mecânicos. PARA SOFRER CORROSÃO NECESSITA DE ÁGUA E OXIGÊNIO.
- o termo corrosão será utilizado também para materiais não metálicos. Exemplos:
1-ação do sulfato no concreto;
2-ação do ozônio na borracha;
3-ação de ácidos e bases na madeira.
- a corrosão de alguns metais e ligas metálicas é benéfica. Exemplos:
1-alumínio é protegido pelo Al2O3
2-aço inoxidável é protegido pelo Cr2O3
3-uso de ânodos de sacrifício (Zn, Mg, Al)
CONSEQUÊNCIAS DA CORROSÃO:
- perda de vidas humanas e acidentes pela falha de estruturas em pontes, aviões, automóveis e etc.
- perda de resistência mecânica e consequentes falhas causadas pela redução na espessura do metal devido à corrosão
- perfurações de tubulações e tanques, causando vazamento de material que pode ser prejudicial ao meio ambiente.
- deterioração e contaminação de produtos causando prejuízos.
SEGUNDO WEST:
OBS.: quanto maior a energia para a extração do metal, maior a tendência desse metal voltar à forma original.
OXIDAÇÃO: processo de perda de elétrons por uma espécie química. Ex.:Fe ® Fe2+ + 2 e- (semi-reação)
DEPOIS DE OXIDAR, O MATERIAL PERDE TODAS AS PROPRIEDADES.
REDUÇÃO: processo de ganho de elétrons por uma espécie química. Ex.:Co3+ + 3 e- ®Co (semi-reação)
OBS.: - os processos de oxidação e redução ocorrem simultaneamente
AGENTE OXIDANTE: espécie química que provocou oxidação, portanto sofreu redução. GANHA ELÉTRONS
AGENTE REDUTOR: espécie química que provocou redução, portanto sofreu oxidação. PERDE ELÉTRONS
Potencial de Eletrodo: tendência que um metal possui em perder ou ganhar elétrons.
DIFERENÇA DE POTENCIAL (DDP)→∆E
FATORES QUE ACELERAM A CORROSÃO:
PILHA DE DANIEL: CRAO (Cátodo Reduziu, Anodo Oxidou)
PROPRIEDADES DOS METAIS:
- conduzem calor
- conduzem eletricidade
- maleáveis (podem ser reduzidos a lâminas)
- dúcteis (podem ser reduzidos a fios)
- brilhosos
- resistentes à tração e compressão
MEIOS CORROSIVOS:
ATMOSFERA:
- particulados (NaCl, MgCl2, metais e carvão)
- gases (CO, CO2, SO3, SO2, H2S, NO, NO2, NH3, HCl,Cl2 e O3)
- clima (temperatura, vento, insolação)
ÁGUAS NATURAIS:
- gases dissolvidos (O2, N2, CO2, Cl2, NH3, SO2 e SO3)
- sais dissolvidos (cloretos, carbonatos e bicarbonatos)
- bactérias, limos e algas.
SOLO:
- umidade
- pH (ácido, neutro ou básico)
- aeração
- heterogeneidade
- condições climáticas
- micro-organismos
- fertilizantes e despejos industriais
- sais solúveis
- resistividade elétrica
PROTEÇÃO CONTRA CORROSÃO:
REVESTIMENTOS METÁLICOS:
-CLADIZAÇÃO: laminação por explosão ou solda. Ex: aço-carbono cladizado com aço inox, titânio(reatores).
-IMERSÃO A QUENTE: banho do material metálico em metal fundido. Ex: aço-carbono revestido com Alumínio, Zinco e com Cobre (dutos, escapamentos, chapas de coberturas).
-ASPERSÃO TÉRMICA OU METALIZAÇÃO: revestimento metálico ou não metálico é aplicado por uma pistola (chamaoxiacetilênica, elétrico ou plasma). Ex: aço-carbono revestido por W, Mo, ZrO e Ta/ Recuperação de peças gastas e aplicação de revestimentos duros com Zn, Al, Sn, Pb, Cu, Cr, Ni, Cu-Sn e aço inox.
-ELETRODEPOSIÇÃO: aplica-se uma corrente elétrica para provocar uma reação de oxirredução numa cuba eletrolítica. Ex: aço-carbono revestido por Ag, Cr, Sn, Au, Zn, Cu e Ni/Purificação de Cu, Pb e Zn.
- CEMENTAÇÃO OU DIFUSÃO: material metálico gira num recipiente na presença do pó do metal. Ex: aço-carbono revestido com Al, Zn e Si/Aço alonizado: Al, Al2O3, NH4Cl e 1000 oC/Sherardização: Zn, ZnO e 400 oC/Siliconização: SiC e SiCl4 e 1050 oC
REVESTIMENTOS NÃO-METÁLICOS INORGÂNICOS: esmaltes vitrosos,vidros, porcelanas, cimentos, óxidos (Al2O3, BeO, Cr2O3,ZrO2 e ThO2), carbetos (TiC, B4C, WC e WC-Co), nitretos(AlN e BN), boretos (ZrB2 e TiB2) e silicetos (NbSi2,WSi2 eMoSi2)OBS: CROMATIZAÇÃO E FOSFATIZAÇÃO (PINTURA DE MATERIAIS METÁLICOS).
REVESTIMENTOS NÃO-METÁLICOS ORGÂNICOS (TINTAS E POLÍMEROS):aplicação de pintura (estética, segurança, identificação, impermeabilização, permitir maior ou menor absorção de calor, diminuição da rugosidade e proteção contra a corrosão).
PROTEÇÃO CATÓDICA: proteção de materiais metálicos enterrados, submersos ou em contato com eletrólito. Ex.: navios, tanques de armazenamento, oleodutos, adutoras, emissários submarinos, plataformas de petróleo e gasodutos.
FATORES QUE PROVOCAM A DETERIORAÇÃO OU CORROSÃO NO CONCRETO:
- mecânicos: vibrações e erosão
- físicos: variações de temperatura
- biológicos: bactérias
- químicos: ácidos e sais
FATORES QUE ACELERAM A CORROSÃO:
- lixiviação ou eflorescência: água com sais de cálcio e magnésio solubilizam o Ca(OH)2
- carbonatação: reação do CO2 com o Ca(OH)2
- ácidos: reação com HCl, HF, H2SO4, HNO3 e H2SO3
- bases: reação com NaOH
- sais: reação com sais de amônio, magnésio, ferro, alumínio e sulfato.
- gás sulfídrico e sulfetos: reação com H2S e sulfeto de sódio
- bactérias: Thiobacillusthiooxidans e Desulfovibriodesulfuricans
- água do mar: presença de sais contendo cloreto e sulfato
OBS: PERMANENTEMENTE SUBMERSA/VARIAÇÃO DA MARÉ/RESPINGOS/NÉVOA SALINA/ESTRUTURA ENTERRADA
Fonte: Material dado em aula.