Aula 6 - Moodle-Arquivo · metal, o restauro da peça poderá consisitir num tratamento por...
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Metais e corrosão
Ciências da Arte e do Património
Química e Física dos Materiais II
(Materiais Inorgânicos)
Olinda Monteiro([email protected])
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Olinda Monteiro ([email protected])
Departamento de Química e Bioquímica
Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa
Aula 6
O exemplo mais familiar de corrosão: formação de ferrugem
Ciências da Arte e do Património - Química e Física dos Materiais II (2012/2013)
Fe(s) →→→→ Fe2+(aq) + 2e-
Fe2+(aq) →→→→ Fe3+
(aq) + 1e-
Uma parte da superfície metálica
funciona como ânodo ocorrendo
oxidação do metalA reação decorre em meio ácido sendo os H+ fornecidos
em parte pelo ácido carbónico (H2CO3) que se forma por
dissolução do CO2 atmosférico
O2(g) + 4H+(aq) + 4e-
→→→→ 2H2O(l)
No cátodo os eletrões libertados no
ânodo reduzem o oxigénio do ar
4Cu 4Cu+ + 4e-
4Cu (s) + O2 (g) 2Cu2O (s)
Reações de oxidação-redução (Redox)
(reações de transferência de eletrões)
Corrosão do cobre
Semi-reação de oxidação (perda de e-)
O2 + 4e- 2O2-
4Cu 4Cu+ + 4e-
4Cu + O2 + 4e- 4Cu+ + 2O2- + 4e-
4Cu + O2 2Cu2O
Semi-reação de oxidação (perda de e-)
Semi-reação de redução (ganho de e-)
Cuprite (óxido de cobre)
Ciências da Arte e do Património - Química e Física dos Materiais II (2012/2013)
Reações de oxidação-redução (Redox)
(reações de transferência de eletrões)
As principais reações que causam a corrosão de objetos metálicos são
reações redox.
Formação de óxido de cobre (II)
Semi-reação de oxidação (perda de e-)
Semi-reação de redução (ganho de e-)
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2Fe (s) + O2 (g) + 2H2O (l) 2Fe(OH)2 (s)
2Fe 2Fe2+ + 4e-
O + 2H O + 4e- 4OH-
Reações de oxidação-redução (Redox)
Formação de ferrugem sobre ferro e aços
Semi-reação de oxidação (perda de e-)
Semi-reação de redução (ganho de e-)O2 + 2H2O + 4e- 4OH-
2Fe + O2 + 2H2O + 4e- 2Fe2+ + 4OH- + 4e-
2Fe + O2 + 2H2O 2Fe(OH)2
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Fe(OH)2 pode oxidar-se a magnetite, Fe3O4 ou hidróxido férrico, Fe(OH)3
Semi-reação de redução (ganho de e-)
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Oxidação da prata pode ser devida à humidade, presença de
cloretos (Cl-), SO2, etc
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Reações de oxidação-redução (Redox)
Corrosão atmosférica da prata (Ag)
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Fatores que determinam a ocorrência de corrosão galvânica
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Células galvânicas
ânodo
oxidação
cátodo
redução
cátodo
de cobre
ânodo
de zinco
voltímetro
ponte
salina
rolhas
algodão
Reação redox
espontânea
solução
de ZnSO4
solução
de CuSO4
Zn(s) → Zn2+(aq) + 2e-
O Zn é oxidado
a Zn2+ no ânodo
Cu2+(aq) + 2e- → Cu(s)
O Cu2+ é reduzido
a Cu no cátodo
Reação efetiva
Zn(s) + Cu2+(aq) →→→→ Zn2+(aq) + Cu(s)
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Série eletroquímica e Série galvânica
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Séries galvânicas: ocorrência de corrosão galvânica
Necessidade de se criarem as séries galvânicas
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Série galvânica versus série eletroquímica
Nota: O Ni e o Pb, bem como o
Al e Zn, e a Ag e o Cu sofrem
inversão de posição nas duas
séries
Na prática são as séries
galvânicas que permitem prever
as situações reais de corrosão
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Reações de oxidação-redução (Redox)
Corrosão de metais – efeito do pH
Fe e aço
Não são praticamente
corroídos no intervalo
4 < pH < 12
Al, Zn e Sn
Não são praticamente
corroídos no intervalo
6 < pH < 10
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Redução eletroquímica:
Nos casos em que a degradação se deveu a corrosão por oxidação de um dado
metal, o restauro da peça poderá consisitir num tratamento por redução
eletroquímica ou redução galvânica
Procedimento eletroquímicos em tratamento de restauro
- constroi-se uma pilha em que o cátodo é o
metal corroído e o ânodo um metal de baixo
potencial de redução (usualmente o zinco ou
o alumínio);
-o eletrólito pode ser uma solução de NaOH
(10 a 20%) em água destilada.
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Redução eletrolítica:
-Utiliza-se uma bateria (fonte de corrente)
para proceder a uma eletrólise;
- o objeto de metal corroído funciona como
cátodo e liga-se ao pólo (-) da bateria;
Procedimento eletroquímicos em tratamento de restauro
cátodo e liga-se ao pólo (-) da bateria;
- o ânodo, ligado ao pólo (+) pode ser de
ferro ou aço;
- o eletrólito pode ser uma solução de
NaOH (1 a 5%) em água destilada.
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