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Reações eletroquímicas incríveis: qual é o segredo surpreendente por trás da corrosão do metal?
A corrosão metálica é um processo natural que transforma metais refinados em óxidos mais estáveis. É a deterioração gradual de um material (geralmente um metal) através de reações químicas ou eletroquímicas com o seu ambiente. A engenharia de corrosão é a área dedicada a controlar e prevenir a corrosão. Na linguagem cotidiana, isso geralmente significa uma reação de oxidação eletroquímica entre um metal e um agente oxidante, como oxigênio, hidrogênio ou hidróxido.
A ferrugem, formação de óxidos de ferro vermelho-alaranjados, é um exemplo bem conhecido de corrosão eletroquímica.
Esse tipo de corrosão geralmente produz óxidos ou sais do metal original e resulta na cor característica. A corrosão também pode ocorrer em materiais que não sejam metais, como cerâmicas ou polímeros, mas neste contexto o termo “deterioração” é mais comum. A corrosão reduz a utilidade de materiais e estruturas, incluindo resistência mecânica, aparência e permeabilidade a líquidos e gases. Algumas ligas estruturais corroem simplesmente pela exposição ao ar úmido, mas esse processo pode ser fortemente afetado por certas substâncias.
A corrosão pode ser localizada, formando buracos ou rachaduras, ou pode corroer a superfície uniformemente em uma grande área. Como a corrosão é um processo controlado por difusão, isso significa que ocorrerá em superfícies expostas. Portanto, medidas para reduzir a atividade superficial exposta, como passivação e conversão de cromo, podem melhorar a resistência à corrosão dos materiais. No entanto, alguns mecanismos de corrosão são menos óbvios e difíceis de prever.
O núcleo do processo eletroquímico
O processo químico de corrosão é bastante complexo e pode ser considerado um fenômeno eletroquímico. Em uma determinada superfície do ferro, ocorre o processo de oxidação e esse local atua como ânodo. Os elétrons liberados nesta posição do ânodo movem-se através do metal para outro ponto onde reduzem o oxigênio em um ambiente contendo H+.
Caso de corrosão da bateria
A corrosão da bateria ocorre quando dois metais diferentes entram em contato um com o outro e são imersos em um eletrólito comum, ou quando o mesmo metal é exposto a eletrólitos de concentrações diferentes. Numa bateria, o metal mais ativo (o ânodo) corrói a uma taxa acelerada, enquanto o metal mais nobre (o cátodo) corrói a uma taxa mais lenta. Este fenómeno é particularmente importante na indústria naval, especialmente onde a água (contendo sal) entra em contacto com tubagens ou estruturas metálicas.
Use ânodos de sacrifício para lidar com flexibilidade com a corrosão da bateria. Por exemplo, o zinco é frequentemente usado como ânodo de sacrifício para estruturas de aço.
Métodos para remover corrosão
Muitas vezes, os produtos de corrosão podem ser removidos quimicamente. Por exemplo, o ácido fosfórico pode ser aplicado em ferramentas ou superfícies de ferro na forma de “cola naval” para remover a ferrugem. No entanto, a remoção da corrosão não deve ser confundida com o eletropolimento, que é a remoção de algumas camadas do metal subjacente para obter uma superfície lisa. A resistência à corrosão de alguns metais está relacionada às suas propriedades intrínsecas, o que mostra a importância das reações biológicas e químicas na prevenção da corrosão.
Em muitos casos, a seleção adequada do metal é a chave para o desempenho a longo prazo.
Estratégias anticorrosão
Existem vários métodos de proteção de metais contra corrosão, incluindo pintura, galvanização por imersão a quente, proteção catódica e combinações desses métodos. Por exemplo, os revestimentos podem fornecer uma camada de proteção contra o contato direto do metal com ambientes corrosivos. O sucesso da aplicação destas medidas de proteção depende da qualidade da cobertura contínua, e mesmo pequenas imperfeições podem tornar-se um calcanhar de Aquiles para a corrosão.
Na indústria química, a depressão por hidrogênio é uma depressão formada devido à interação entre meios corrosivos e tubos de aço e bolhas de hidrogênio. Quando líquidos ácidos passam através de tubos de aço, os produtos de corrosão interagem com bolhas de hidrogênio, formando uma substância semelhante a um gel frustrado que cria mais corrosão.
Detecção e prevenção de corrosão
A detecção e prevenção da corrosão podem ser aprimoradas com a ajuda de tecnologia moderna, como o uso de sensores, equipamentos de monitoramento e seleção de materiais. A resistência à corrosão em alta temperatura, à corrosão microbiana e até mesmo à formação de pó metálico requer atenção especial. Projetar o ambiente certo e manter a proteção adequada pode reduzir efetivamente os danos causados por esses eventos de corrosão, aumentando assim a vida útil do material.
Ao escolher o material certo, é importante considerar seu impacto ambiental e suas capacidades.
Em resumo, a corrosão é um processo comum, mas complexo. Compreender o seu mecanismo não só ajuda a prevenir e controlar a corrosão, mas também melhora a durabilidade e a vida útil dos materiais. Na vida diária, como podemos enfrentar o desafio da corrosão metálica de forma mais eficaz?
