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TÓPICOS ESPECIAIS EM CORROSÃO (OPTATIVA) Professor: Rodrigo Carvalho Mori

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Apresentação em tema: "TÓPICOS ESPECIAIS EM CORROSÃO (OPTATIVA) Professor: Rodrigo Carvalho Mori"— Transcrição da apresentação:

1 TÓPICOS ESPECIAIS EM CORROSÃO (OPTATIVA) Professor: Rodrigo Carvalho Mori Provas: P /09; P /10; P /11; P /12 Trabalho: 24/11 Média = 0,8xMP + 0,2xTrabalho MP= média das três maiores notas de prova Alunos que entregarem os exercícios propostos terão 1 ponto extra na nota da prova. 1/29

2 Corrosão Ementa: O que é corrosão e qual a sua importância;O que é corrosão e qual a sua importância; Mecanismos de corrosão;Mecanismos de corrosão; Formas de corrosão;Formas de corrosão; Meios corrosivos;Meios corrosivos; Técnicas de monitoramento do processo corrosivo;Técnicas de monitoramento do processo corrosivo; Principais métodos de proteção contra a corrosão.Principais métodos de proteção contra a corrosão. 2/29

3 Corrosão Bibliografia: 1) Gentil, V., Corrosão, Ed. Guanabara 2, 4ªed., ) Gemelli, E., Corrosão de materiais metálicos e sua caracterização, Ed. LTC, ) Ramanathan, L. V., Corrosão e seu controle, Ed. Hemus, ) ATKINS, P., JONES, L., Princípios de química: questionando a vida moderna e o meio ambiente, Cap. 12 – Eletroquímica, Ed. Bookman, /29

4 Corrosão “Deterioração de um material por ação química ou eletroquímica do meio ambiente associada ou não a esforços mecânicos.” “Deterioração de um material por ação química ou eletroquímica do meio ambiente associada ou não a esforços mecânicos.” “Processo inverso da Metalurgia Extrativa, em que o metal retorna ao seu estado original.” “Processo inverso da Metalurgia Extrativa, em que o metal retorna ao seu estado original.” 4/29

5 Corrosão A deterioração leva:  Ao desgaste  À variações químicas na composição  À modificações estruturais Em geral a corrosão é um processo espontâneo O Químico deve:  Saber como evitar condições de corrosão severa.  Proteger adequadamente os materiais contra a corrosão. Modificam as propriedades dos materiais 5/29

6 Corrosão Importância: Problemas na indústria química, petroquímica, naval, construção civil, nos meios de transporte, nos meio de comunicação, na odontologia e na medicina. Problemas na indústria química, petroquímica, naval, construção civil, nos meios de transporte, nos meio de comunicação, na odontologia e na medicina. Bilhões de dólares de prejuízos causados anualmente pela corrosão. Bilhões de dólares de prejuízos causados anualmente pela corrosão. 6/29

7 Corrosão Custos diretos: - São facilmente quantificáveis - São facilmente quantificáveis Substituição de peças e equipamentos devido à corrosão. Substituição de peças e equipamentos devido à corrosão. Manutenção dos processos de prevenção (proteção catódica, revestimentos metálicos, pinturas, etc). Manutenção dos processos de prevenção (proteção catódica, revestimentos metálicos, pinturas, etc). 7/29

8 Corrosão Custos indiretos: - Difíceis de quantificar - Difíceis de quantificar Paralisações acidentais (limpeza de equipamento, rompimento de tubulação) Paralisações acidentais (limpeza de equipamento, rompimento de tubulação) Perda de produto Perda de produto Perda da eficiência Perda da eficiência Contaminação de produtos Contaminação de produtos Superdimensionamento nos projetos Superdimensionamento nos projetos 8/29

9 Corrosão Incrustações em tubos de trocador de calor. Crostas de carbonato de cálcio em tubo de sistema de geração de vapor. Exemplos: 9/29

10 Corrosão Feixe de tubos de trocador com grande número de tubos plugados enferrujados. Corrosão em componente de aço inoxidável AISI 316 usado no corpo humano. 10/29

11 Corrosão Incrustação de óxidos de ferro em tubulação de água bruta usada industrialmente. Água ferruginosa devido à contami- nação com óxido de ferro Fe 2 O 3.nH 2 O, proveniente da corrosão na tubulação de alimentação de água potável. 11/29

12 Corrosão Deterioração em componentes das estruturas atingidas pelo produto excretado pelas andorinhas. Revoada de andorinhas sobre estruturas metálicas pintadas. 12/29

13 Corrosão Outras considerações: Questões de segurança. Questões de segurança. Interrupção de comunicações. Interrupção de comunicações. Poluição ambiental. Poluição ambiental. Preservação de monumentos históricos. Preservação de monumentos históricos. - Estima-se que nos EUA a corrosão traga um prejuízo de 300 bilhões de dólares (1995). 13/29

14 Corrosão Por que combater à corrosão? Na maioria dos casos é mais barato. Na maioria dos casos é mais barato. Conservação das reservas minerais. Conservação das reservas minerais. Economia de energia. Economia de energia. Economia de água. Economia de água. 14/29

15 Corrosão Corrosão eletroquímica x Química: Corrosão QuímicaCorrosão Eletroquímica Espontânea Reação química comumReações anódica e catódica Não precisa de soluçãoPrecisa de solução (eletrólito) Não há corrente elétricaHá corrente elétrica 15/29

16 Corrosão Química Exemplo : Exemplo : 2Fe + 3/2 O 2  Fe 2 O 3 T= 400 C 2Fe + 3/2 O 2  Fe 2 O 3 T= 400 C - Alguns metais há a formação de camada apassivadora. METAL + OXIGÊNIO  ÓXIDO DO METAL 16/29

17 Corrosão Química Al Al Fe a altas temp. Fe a altas temp. Pb Pb Cr Cr Aço inox Aço inox Ti Ti - Exemplos de metais que formam camada apassivadora de óxido com proteção eficiente. 17/29

18 Corrosão Química - Exemplos de metais que formam camada apassivadora de óxido com proteção ineficiente. Mg Mg Fe Fe 18/29

19 Corrosão Eletroquímica –As reações que ocorrem na corrosão eletroquí- mica envolvem transferência de elétrons. Portanto, são reações anódicas e catódicas (REAÇÕES DE OXIDAÇÃO E REDUÇÃO) –A corrosão eletroquímica envolve a presença de uma solução que permite o movimento dos íons. –Há o fluxo de elétrons de uma área da superfície metálica para a outra. Esse fluxo é devido a diferença de potencial (eletroquímico), que se estabelece entre as regiões. 19/29

20 Corrosão Eletroquímica As reações anódica e catódica são reações parciais. Ambas reações acontecem simultaneamente e à mesma velocidade sobre a superfície do metal, não há acúmulo de carga elétrica. Qualquer reação que pode ser dividida em dois processos parciais de oxidação e redução é denominada reação eletroquímica. 20/29

21 Corrosão Eletroquímica NOX – Número de Oxidação Indica o número de elétrons que um átomo ou íon perde ou ganha para adquirir estabilidade química. Exemplo: HCℓO 4 Aℓ 2 (S 2 O 3 ) 3 CaCO 3 21/29

22 Corrosão Eletroquímica 1 – Família 1A, hidrogênio (H) e prata (Ag) têm NOX = +1 2 – Família 2A, zinco (Zn) têm NOX = +2 3 – Alumínio (Al) tem NOX = +3 4 – Oxigênio (a não ser em peróxidos, NOX -1) tem NOX= -2 5 – Família 6A (calcogênios) têm NOX= -2 (posicionados à direita) 6 – Família 7A (halogênios) têm NOX= -1 (posicionados à direita) 7 – Soma de todos os NOX de uma molécula sempre será ZERO. 8 – Soma do NOX em íon sempre será a própria carga do íon. 9 – Elementos isolados e substâncias simples possuem NOX ZERO. Regras Gerais: 22/29

23 Corrosão Eletroquímica Regra 1: Aumentou Oxidou Diminuiu Reduziu Regra 2: OxiDAção doa elétrons REdução recebe elétrons 23/29

24 Corrosão Eletroquímica OXIDAÇÃO REDUÇÃO 24/29

25 Corrosão Eletroquímica Exemplo 1: reação do zinco na presença de ácido clorídrico Zn + 2HCl ZnCl 2 + H 2 Zn + 2H + Zn 2+ + H 2 Reação de oxidação (anódica): Zn Zn e Reação de redução (catódica): 2 H + + 2e H 2 Regra do CRAO Cátodo reduz Ânodo oxida 25/29

26 Corrosão Eletroquímica Exemplo 2: reação de óxido-redução do zinco com o cobre Agente redutor: Zn (s) Agente oxidante: Cu 2+ (aq) 26/29

27 Corrosão Eletroquímica NaBr + MnO 2 + H 2 SO 4 MnSO 4 + Br 2 + H 2 O + NaHSO 4 Exemplo de reação de óxido-redução mais complexa. Fazendo o balanceamento, obtém-se: 2NaBr + MnO 2 + 3H 2 SO 4 MnSO 4 + Br 2 + 2H 2 O + 2NaHSO 4 27/29

28 Corrosão Eletroquímica KMnO 4 + H 2 O 2 + H 2 SO 4 K 2 SO 4 + MnSO 4 + H 2 O + O 2 Exercícios: 1)Balancear a reação abaixo, indicando qual é o agente redutor e o agente oxidante. 2)Balancear a equação global abaixo e decompor a mesma nas reações anódica e catódica e indicar o agente redutor e o agente oxidante. Al 3+ + Mg (s) Al (s) + Mg 2+ 28/29

29 Próxima aula Potencial padrãoPotencial padrão Pilha eletroquímicasPilha eletroquímicas 29/29


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