Compreender as reações envolvidas nos processos de oxidação e redução, analisando como essas transformações estão diretamente relacionadas à corrosão dos metais.
🧪 1. Revisão dos Conceitos de Oxirredução
A corrosão é um fenômeno eletroquímico. Isso significa que ela ocorre a partir de reações químicas envolvendo transferência de elétrons entre substâncias.
👉Oxidação é a perda de elétrons. 👉Redução é o ganho de elétrons.
Durante a corrosão de um metal (como o ferro), parte da superfície se comporta como ânodo, onde ocorre a oxidação, e outra parte como cátodo, onde ocorre a redução.
🧩 Exemplo: [ \text{Fe (s)} \rightarrow \text{Fe}^{2+} (aq) + 2e^- ] O ferro metálico (Fe) perde elétrons e se transforma em íon ferroso (Fe²⁺), caracterizando oxidação. Esses elétrons migram para outra região da superfície metálica onde ocorre a redução do oxigênio dissolvido:
[ O_2 + 4H^+ + 4e^- \rightarrow 2H_2O ]
Assim, a corrosão nada mais é do que uma “pilha natural” que se forma na superfície metálica.
🔋 2. Pilhas Eletroquímicas e Diferença de Potencial
Uma pilha eletroquímica é um dispositivo que transforma energia química em energia elétrica por meio de reações de oxirredução. A diferença de potencial (ddp) entre os eletrodos é o que impulsiona o movimento dos elétrons no circuito.
Na corrosão, a pilha se forma espontaneamente na superfície metálica. A ddp surge entre regiões com potenciais eletroquímicos distintos — por exemplo, partes do metal em contato com diferentes concentrações de oxigênio ou eletrólitos.
💡Conclusão: Toda corrosão metálica é, essencialmente, uma pilha funcionando sem controle.
⚙️ 3. Ânodo e Cátodo em Sistemas Corrosivos
Ânodo (pólo negativo): onde o metal se oxida e libera elétrons.
Cátodo (pólo positivo): onde ocorre a redução, consumindo os elétrons liberados.
🧠 Lembre-se: ➡ O ânodo é o que corroe. ➡ O cátodo é protegido.
📘 Exemplo prático: No ferro exposto à umidade e oxigênio:
Ânodo: Fe → Fe²⁺ + 2e⁻
Cátodo: O₂ + 4H⁺ + 4e⁻ → 2H₂O
Essas reações combinadas resultam na formação de hidróxido de ferro (Fe(OH)₂), que se transforma em ferrugem (Fe₂O₃·xH₂O).
⚡ 4. Corrente Elétrica e Fluxo de Elétrons no Processo
Os elétrons liberados na oxidação fluem do ânodo para o cátodo através do metal, gerando uma corrente elétrica interna. Já os íons se deslocam no eletrólito (água, umidade, solução salina), completando o circuito.
🔁 Assim, a corrosão mantém-se enquanto houver caminho condutor e eletrólito disponível. É por isso que metais expostos à umidade e sais (como na maresia) corroem com mais facilidade.
🔬 5. Demonstração com Célula Galvânica Simples (Pilha de Daniell)
A pilha de Daniell é um exemplo clássico de célula galvânica que ilustra a base da corrosão:
🧩Componentes:
Eletrodo de zinco (ânodo) imerso em solução de sulfato de zinco (ZnSO₄);
Eletrodo de cobre (cátodo) imerso em solução de sulfato de cobre (CuSO₄);
Ponte salina conectando as duas soluções.
⚙️Reações:
Ânodo: Zn → Zn²⁺ + 2e⁻
Cátodo: Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu
➡ Os elétrons fluem do zinco (mais reativo) para o cobre (menos reativo). Com o tempo, o eletrodo de zinco se desgasta — assim como o metal que se corrói em sistemas naturais.
📈 Essa demonstração permite visualizar, em pequena escala, o que ocorre nos processos corrosivos espontâneos.
🧭 Conclusão
A corrosão metálica é um processo espontâneo de oxirredução que transforma energia química em elétrica, tal qual uma pilha. Compreender esses fundamentos permite prevenir e controlar a corrosão, aplicando técnicas de proteção catódica, revestimentos e ligas mais resistentes.
🧠 Questões de Fixação
1️⃣ A corrosão metálica pode ser interpretada como:
A) Um processo puramente físico.
B) Uma reação nuclear.
C) Uma reação eletroquímica de oxirredução.
D) Um processo endotérmico sem variação de energia.
E) Um fenômeno térmico reversível.
2️⃣ No processo de corrosão, o ânodo é o eletrodo onde ocorre:
A) Redução, com ganho de elétrons.
B) Oxidação, com perda de elétrons.
C) Formação de óxidos protetores.
D) Redução de íons metálicos.
E) Neutralização iônica.
3️⃣ Na pilha de Daniell, o zinco atua como ânodo porque:
A) Recebe elétrons do cobre.
B) É o metal menos reativo.
C) Libera elétrons e se oxida.
D) Atua como cátodo do sistema.
E) Não participa das reações químicas.
4️⃣ O ferro, ao oxidar-se na presença de umidade e oxigênio, produz:
A) Fe₂(SO₄)₃
B) Fe₂O₃·xH₂O (ferrugem)
C) Fe(OH)₃ anidro
D) FeCO₃
E) Fe₂Cl₃
5️⃣ O fluxo de elétrons durante a corrosão ocorre: