APOSTILA DE CORROSO(PRTICA)

PROF. WILHERMYSON LIMA

PRTICA 1

1

Corroso dos metais Fe e Cu aquecidos no arMateriaisCaixa de fsforo Pina metlica Placas de ferro(Fe) e cobre(Cu) Fita de magnsio Lixas Tubos de ensaio Suporte para os tubos Lminas de ao L de ao(bom-bril) Tubo de ensaio de boca larga Bquer

Reagentescido clordrico 1:1 Soluo de HCl 6N Soluo de H2SO4 6N Soluo de NaCl 3%

1. Limpe duas placas de Fe em cido clordrico, lave e seque com papel. A seguir, com o auxlio de uma pina, aquea a extremidade de uma das placas sob a chama do bico de Bunsen por algum tempo. 2. Faa o mesmo com uma lmina de cobre. Anotar as observaes e provveis reaes ocorridas.

2

PRTICA 2

Corroso atmosfrica do ferro1. Coloque um prego de ferro em um tubo de ensaio com as seguintes solues: I) II) III) IV) V) gua de torneira. Soluo de cido clordrico 6N. Soluo de cido sulfrico 6N. gua salgada(NaCl 3%). Lmina testemunho em tubo vazio.

2. Aps 7 dias verifique os resultados obtidos, obedecendo seqncia dada anteriormente. PRTICA 3

Ao do ar sobre o ferro1. Em um tubo de ensaio contendo um chumao de l de ao(Bom-bril) no fundo, coloque gua e o introduza em um bquer com gua, de acordo com o esquema abaixo.

Figura 1 Ao do ar sobre l de ao

2. Assinale o nvel de gua no tubo de ensaio. 3. Aps 7 dias verifique o resultado.

3

Questionrio1) Na 1 experincia, quanto as placas de ferro, Observar a camada de xido que se forma e compare com a outra placa. a)Anotar o aspecto final da placa, aps o resfriamento; b)Explicar a influncia da temperatura no processo de corroso; c) Anotar as provveis reaes ocorridas.

2) Quanto a lamina de cobre, Anotar o que ocorre no incio do aquecimento e a mudana posterior. a)Anotar os xidos formados durante o aquecimento; b)Explicar o porque da ocorrncia dos mesmos.

4

3) Na 2 experincia, anotar os aspectos finais das placas e das solues.Cite pelo menos dois meios que foram mais agressivos s placas.

4) Entre o HCl e o H2SO4 qual foi o que mais provocou corroso na placa? Explicar porque?

Quanto a 3 experincia, o que ocorreu com o Bom-bril? Anotar a reao.

Qual a alterao ocorrida com o nvel dgua. Explicar.

5

Pilhas Galvnicas

PRTICA 4

A corroso consiste na deteriorao dos materiais pela ao qumica ou eletroqumica do meio, podendo estar ou no associado a esforos mecnicos. A corroso pode incidir sobre diversos tipos de materiais, sejam metlicos como os aos ou as ligas de cobre, por exemplo, ou no metlicos, como plsticos, cermicas ou concreto. A nfase aqui descrita ser sobre a corroso dos materiais metlicos. Esta corroso denominada corroso metlica.

Os Problemas de Corroso Selecionar material com inadequada resistncia corroso para uma determinada aplicao pode ser um oneroso. Perdas diretas e indiretas que podem resultar de um ataque corrosivo podem ser: Quebra de equipamento e prejuzos. Substituio prematura de equipamentos com reflexos no custo industrial. Necessidade de projetos superdimensionados para suportar os efeitos da corroso: exemplo aumento nas espessuras, dimetros etc. Paralisao inesperada do equipamento causando transtornos no planejamento de produo. Perda de um produto (exemplo, se uma tubulao de um sistema hidrulico desenvolve um vazamento devido a uma corroso induzida, contaminando o produto ). Perda de eficincia (exemplo, produtos gerados pela corroso diminuem a velocidade de transferncia de calor em um sistema de resfriamento ) ... interessante observar que o mesmo mecanismo ou processo eletroqumico que gera energia nos diversos tipos de pilhas provoca a destruio de milhes de toneladas de ao por ano. (Helosa H. Vieira Machado) Materiais: Bquer de 100mL e de 250 mL Pipeta de 10 mL Tubo de vidro em U Voltmetro Placas de Cu, Fe, e Zn Lixas Reagentes: CuSO4 0,001 mol/L e 1,0 mol/L FeSO4 1,0 mol/L NaCl 3% ZnSO4 1,0 mol/L

a) Monte as pilhas galvnicas abaixo, faa a leitura no voltmetro, identifique o nodo e o ctodo. Calcule a diferena de potencial das pilhas com os dados da srie eletroqumica comparando-os com valores obtidos experimentalmente. 1) Zn(s)/ ZnSO4 (1 mol/L) // CuSO4 (1mol/L)/ Cu(s) 2) Fe(s) / FeSO4 (1mol/L) // CuSO4 (1mol/L) / Cu(s)

6

3) Zn(s) /ZnSO4 (1mol/L) // FeSO4 ( 1mol/L) / Fe(s)

Figura 4- Esquema de montagem da pilha galvnica 1 Preencha o quadro abaixo: Pilhas 1 2 3 b) Acrescente gua destilada ao nodo da pilha 1 e verifique a variao do seu potencial. Explique o resultado. nodo Ctodo Potencial terico Potencial prtico

a) Verifique o que acontece quando se retira a ponte salina da pilha 1.

7

PRTICA 5

Pilha eletroqumica de concentrao inicaa) Monte a pilha de concentrao, representada abaixo. Faa leitura em um voltmetro e verifique a polaridade em funo das concentraes das cubas. Cu(s)/ CuSO4 (0,001mol/L) // CuSO4 (1,0mol/L) / Cu(s)

b) Posteriormente dilua a soluo mais diluda com 50mL de gua destilada. Faa Leitura do novo potencial.

Questionrio1) Desenhe as pilhas galvnicas montadas na 1 experincia, identifique o nodo , ctodo, agente oxidante e o agente redutor.

8

2) Cite os principais experimentalmente.

fatores

que

causam

erros

nos

potenciais

medidos

3) Escreva uma equao qumica balanceada para a reao global na pilha representada por: a) Mg / Mg2+ // Fe2+ / Fe

b) Al / Al3+ // Zn2+/Zn

9

PRTICA 6

GalvanoplastiaAplicar os princpios bsicos da eletroqumica. Entendendo-se que esta parte da qumica trata do estudo da relao entre a energia eltrica e as transformaes qumicas. Corroso define-se como a deteriorao de um material, geralmente metlico, por ao qumica ou eletroqumica do meio ambiente ou no a esforos mecnicos. A deteriorao causada pela interao fsico-qumica entre o material e o seu meio operacional representa alteraes prejudiciais indesejveis, sofridas pelo material, tais como desgaste, variaes qumicas ou modificaes estruturais. Sendo a corroso, em geral, um processo espontneo, est constantemente transformando os materiais metlicos de modo que a durabilidade e desempenho dos mesmos deixam de satisfazer os fins a que se destinam. Galvanoplastia (niquelao ou cobreao) A galvanizao o processo que ocorre naquilo que chamamos de pilhas eletrolticas, que utilizam reaes de xido-reduo para produzir a interconverso de energia eltrica em qumica. Sua utilidade est no fato de se obter uma camada protetora de um metal em cima de outro. Neste caso a camada protetora ser de nquel (ou cobre) e o metal principal a ser protegido, o cobre (ou Zn). Procedimento experimental: 1. Dissolva uma colher de sulfato de cobre em 100mL de gua no copo plstico. 2. Prenda um pequeno objeto metlico limpo, a ser cobreado, numa das pontas de um fio eltrico. A outra ponta desse fio deve ser ligada ao plo negativo da pilha. 3. Coloque esse objeto dentro da soluo de cobre. 4. O outro pedao de fio serve para estabelecer o plo positivo na soluo; ligue-o ao plo positivo da pilha. A outra ponta desse fio fica ligado ao fio de cobre que fica dentro da soluo. 5. Faa passar a corrente eltrica durante 5 minutos, pelo menos. 6. Aps esse intervalo de tempo, interrompa a corrente. Retire a pea, lave-a com gua e observe o que ocorreu. 7. Use uma bateria de 9V e compare com o resultado anterior. 8. Inverta os plos, fazendo a pea funcionar como plo positivo e observe o que acontece.

10

PRTICA 7

Potencial das pilhasNuma clula galvnica uma reao eletroqumica produz energia eltrica. Voc vai construir uma pilha da sua escolha segundo a tabela de potenciais e os reagentes presentes no laboratrio destacando a colocao dos compartimentos (as duas metades da clula), dos eletrodos (superfcies onde ocorrem as reaes), da ponte salina e do circuito externo (circuito eltrico que conecta os eletrodos e permite o escoamento de eltrons atravs do circuito externo). Objetivo especfico Entender o funcionamento de uma clula galvnica ou clula eletroqumica. Materiais e reagentes 1 copo de bquer fios condutores tubo em U (pedao de mangueira para a ponte salina) multmetro pina algodo eletrodos de nquel, cobre e zinco sulfato de cobre (CuSO4) sulfato de nquel (NiSO4) sulfato de zinco (ZnSO4) cloreto de sdio (NaCl) ou cloreto de potssio (KCl) cido ctrico (C6H8O7) Procedimento experimental a) Preparar solues 0,1M para montagem das semi-pilhas, segundo a escolha do orientador. b) Imergir os eletrodos nas solues e fazer a montagem da ponte salina, conectar o circuito externo ao multmetro, obter o potencial de clula. Perguntas e exerccios 1) Indique as solues nas quais observou alguma evidencia de corroso na parte I. Explique. 2) Escreva as reaes de oxidao e reduo do ferro, cobre e alumnio imersos nas solues preparadas, assumindo que existe suficiente oxignio dissolvido. 3) Quais as caractersticas observadas na ponta, na cabea e no resto do prego? Explique essas diferenas em relao ao processo de fabricao do prego. 4) Explicar e escrever as reaes qumicas da parte II (niquelao). 5) Escreva as reaes qumicas da etapa de decapagem da pea de cobre.

11

Eletrlise da soluo aquosa de iodeto de potssioObjetivo: Esta prtica tem por objetivo realizar a eletrlise de uma soluo aquosa de iodeto de potssio e identificar os produtos da eletrlise. . Material e reagentes: tubo de ensaio pilha de lanterna 1,5V 2 fios eltricos de 15 cm cada 2 fios de cobre iodeto de potssio (0,5 g) soluo aquosa de amido soluo alcolica de fenolftalena soluo aquosa de hidrxido de sdio (NaOH) tintura de iodo Cuidados e descarte: O hidrxido de sdio (NaOH) um slido inico branco, altamente higroscpico. Sendo uma base muito forte, possui efeito altamente corrosivo sobre a pele. Devido sua tendncia de reagir com gorduras, a soda custica usada na fabricao de limpadores de forno (retira as crostas de gordura) e de desentupidores de pia (reage com a gordura que entope a pia). tambm usada na fabricao de sabes. Quando em contato com a pele ou os olhos, lavar com muita gua. Se ingerida, no provocar vmito e procurar socorro mdico. Em casos de ingesto de solues diludas, administrar soluo de cido actico a 1% (v/v). Todo o resduo de produtos qumicos deve obrigatoriamente ser descartado em frascos apropriados para tal e nunca ser descartado na pia ou outro lugar. Procedimento experimental: Para preparar a soluo de amido. Adicionar o amido a gua morna. Usar 1g de amido para cada 50 mL de gua. 1. Experimento prvio a) Coloque gua num tubo de ensaio at a metade e acrescente algumas gotas de soluo de hidrxido de sdio. Pingue 1 ou 2 gotas de soluo de fenolftalena. Anote o resultado.

PRTICA 8

12

b) Encha novamente um tubo de ensaio pela metade e acrescente algumas gotas de soluo de amido. A seguir, adicione 1 ou 2 gotas de tintura de iodo. Anote o resultado.

2. Eletrlise de iodeto de potssio aquoso a) Num bquer dissolva o iodeto de potssio em gua suficiente para completar 15 mL de soluo. b) Acrescentar 10 gotas de soluo de fenolftalena e 10 gotas de soluo de amido. Agite para homogeneizar a mistura. c) Introduza os fios na soluo de tal maneira que um deles fique prximo superfcie da soluo o outro prximo ao fundo. d) Ligue os fios pilha de lanterna e faa observaes sobre o que ocorre nos eletrodos.

13

PRTICA 9

Corroso EletroqumicaEXPERIMENTO 1: Corroso provocada por impurezas metlicas a) Adicionar em um bquer de 50mL, cerca de 25mL de soluo de H2SO4. b) Mergulhar parcialmente, nesta soluo, uma lmina de zinco previamente limpa. Observar que o ataque do zinco pequeno. c) Mergulhar parcialmente nesta soluo, sem tocar na lmina de zinco, um basto de cobre previamente limpo. Observar que o cobre no atacado. d) A seguir, tocar a lmina de zinco com o basto de cobre. Observar a liberao intensa de hidrognio em torno do basto de cobre. Neste experimento pode-se admitir que o cobre funcione como a impureza necessria para formar uma pilha de ao local, na qual o zinco sofre corroso e o cobre no. Obs.:

EXPERIMENTO 2: Corroso provocada por materiais diferentes. a) Com auxlio de esptula metlica, colocar em um bquer de 250mL um pouco de NaCl e juntar, aproximadamente, 250mL de gua deionizada. b) Adicionar soluo obtida 10 gotas de fenolftalena e 1mL de soluo de ferricianeto de potssio, homogeneizar a soluo utilizando o basto de vidro. c) Ligar um basto de ferro a um de cobre, previamente limpos, atravs de um fio condutor. d) Fazer a imerso desses metais, ligados entre si, na soluo NaCl preparada anteriormente. Observar o aparecimento de colorao rsea-avermelhada em torno do basto de cobre e resduo azul em torno do basto de ferro. Obs.:

QUESTIONRIO: 14

1) Qual dos metais, Fe ou Cu, sofre corroso? 2) Escrever as semi-reaes que ocorrem nas regies andica e catdica da pilha de corroso formada. 3) Qual a razo das coloraes observadas nas regies andicas e catdica? EXPERIMENTO 3: Corroso provocada por materiais diferentes. a) Repetir o procedimento do experimento No 3, porm usando o basto de ferro e lmina de zinco previamente limpos. b) Aps mergulhar os metais, ligados entre si, na soluo de NaCl, observar o aparecimento de colorao avermelhada em torno do basto de ferro. Obs.:

QUESTIONRIO: 1) Qual dos metais (Fe ou Zn) sofre corroso (oxidao)? 2) Escrever as semi-reaes que ocorrem nas regies andica e catdica da pilha de corroso formada. EXPERIMENTO 4: Corroso provocada por corrente eltrica. a) Em um bquer de 250mL coloque um pouco de NaCl, juntar gua at cerca de 200mL. Com o basto de vidro efetuar a dissoluo do sal. b) Mergulhar na soluo obtida dois eletrodos de ferro, respectivamente ao plo positivo e ao plo negativo de uma fonte de corrente contnua. c) Aps alguns minutos de funcionamento da fonte, desligar e agitar a soluo. Observar a formao de um resduo castanho de Fe(OH)3 devido a corroso do ferro que funcionou como nodo. QUESTIONRIO: Escrever as semi-reaes ocorridas nas regies andica e catdica do sistema.

15

Tabela de potenciais-padro de reduo

16