segunda-feira, 27 de junho de 2011

Entenda a oxidação do Ferro - Telecurso 2000 - Química

Entenda a oxidação do ferro

Imagem: Química Ensinada
A corrosão consiste na deterioração dos materiais pela ação química ou eletroquímica do meio, podendo estar ou não associado a esforços mecânicos. Ao se considerar o emprego de materiais na construção de equipamentos ou instalações é necessário que estes resistam à ação do meio corrosivo, além de apresentar propriedades mecânicas suficientes e características de fabricação adequadas. A corrosão pode incidir sobre diversos tipos de materiais, sejam metálicos como os aços ou as ligas de cobre, por exemplo, ou não metálicos, como plásticos, cerâmicas ou concreto. A ênfase aqui descrita será sobre a corrosão dos materiais metálicos. Esta corrosão é denominada corrosão metálica.
O ferro, assim como o aço, não é resistente ao ambiente, mas ainda é o metal mais usado por causa das suas qualidades mecânicas e de seu preço baixo. Por que o ferro enferruja? Na presença de umidade, os átomos de ferro cedem dois elétrons para duas moléculas de água.
Dois átomos de hidrogênio, um de cada molécula (H2O), recebem esses elétrons e se transformam em gás hidrogênio (H2).
O restante da molécula de água forma íons OH-. Os íons de ferro ainda sofrem mais uma oxidação pelo oxigênio do ar e se transformam na substância castanha [Fe(OH)3.nH2O", conhecida como ferrugem. Pense num modo de prevenir o enferrujamento.
O mais óbvio e o mais eficiente de todos é pintar a superfície, desde que a pintura não seja danificada. Se isso acontecer, o ar e a umidade penetrarão por aí, e o metal começará a enferrujar.
Outra maneira de proteger o ferro (ou o aço) é a galvanização, processo no qual a superfície do metal é coberta por uma camada de zinco metálico.  A peça a ser galvanizada é mergulhada num banho de zinco fundido. Isso é fácil porque o zinco funde a 420C, temperatura relativamente baixa, que se consegue com facilidade no laboratório.
A superfície coberta com zinco fica com aspecto cinza-claro, parecendo ter cristais irregulares que brilham. Por que o zinco protege o ferro? Esse metal, como o alumínio, tem uma película muito fina, transparente e impermeável de óxido de zinco que não deixa nem o ar nem a água passarem. Há outra vantagem. No caso de a superfície do zinco ser arranhada e o ferro exposto ao ar e à umidade, não há problema porque o zinco é oxidado preferencialmente, e o ferro permanece na forma de metal. O zinco transforma-se em íons de zinco positivos. Os elétrons que saem dessa transformação passam para o ferro. Assim, o ferro fica protegido porque, carregado negativamente, dificulta a oxidação (perda de elétrons dos átomos). A galvanização é um processo mais caro que a pintura, mas mais eficiente.
Processo semelhante é muito usado para proteger os cascos de navios e as estacas das plataformas de petróleo, feitas de aço. O casco do navio e as estacas das plataformas não são galvanizadas. São colocados blocos de magnésio metálico, que fazem o mesmo papel do zinco. O magnésio em contato com a água do mar sofre oxidação e liberta elétrons que protegem o aço. O magnésio é chamado metal de sacrifício porque precisa ser trocado de tempos em tempos por causa do desgaste.


Você precisa saber
Para proteger o ferro da corrosão, isto é, não deixar que ele enferruje, podemos:
Cobrir o ferro com uma substância que não deixe água e oxigênio chegarem até o ferro;
Cobrir o ferro ou prender no ferro um metal que é corroído mais rapidamente que o ferro.
Substâncias que não deixam água e oxigênio chegarem ao ferro são:
Tinta, graxa, crômio, zinco, níquel, estanho.
Metais que são corroídos mais rapidamente que o ferro são:
Zinco, alumínio, magnésio.
Cromação e niquelação são processos de recobrimento de um metal com uma camada de crômio ou níquel, respectivamente. Para isso, usa-se eletricidade.
Zincagem ou galvanização é o processo de recobrimento do ferro com uma camada de zinco. Para isto geralmente usa-se eletricidade.
Lata ou folha-de-flandres é folha de ferro estanhado, isto é, recoberto de estanho. Para recobrir o ferro com estanho, geralmente o ferro é mergulhado em estanho derretido.
Zinco e ferro são atacados pela água e produzem hidróxido de zinco e hidróxido de ferro, respectivamente. Forma-se também hidrogênio.
Hidrogênio é um gás muito inflamável e muito leve. O Hidrogênio só existe nas partes mais altas da atmosfera.

Exercícios:
1) Classifique as substâncias citadas em substâncias simples e ou substâncias compostas e calcule suas massas moleculares:
a) Al2(SO4)3
b) C12H22O11
c) HF
d) HBrO2
e) HIO3
f) ClO3.
g) F2

2) (UFRS) O carbono nos compostos CO2, CH4, H2CO, tem números de oxidação:
a) sempre 4                    b) -2,+4,+2          
c) -2,0,+4                       d) -4,0,+4
e) +4,-4,0

3) Calcule o Nox dos elementos em negrito:
a) Al2(SO4)3
b) HF
c) HBrO2
d) HIO3
e) ClO3.
f) F2

4) Defina Corrosão.

5) Qual a diferença de corrosão e ferrugem.

6) Explique o processo de enferrujamento do Ferro.

7) O que é galvanização?


Texto extraído de: 


http://www.agraçadaquímica.com.br/index.php?&ds=1&acao=quimica/verpdf&i=20





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