Corrosão do ferro

Introdução:

A corrosão pode ser definida como o processo no qual o meio atua sobre determinado material e causa sua deterioração. Existem vários tipos de corrosão, mas a mais comum na natureza e em nosso cotidiano é a corrosão eletroquímica.

Esse é um processo espontâneo em que um metal entra em contato com um eletrólito e ocorrem reações de oxirredução, isto é, com transferência de elétrons, em que uma espécie química oxida (perde elétrons) e simultaneamente outra espécie química se reduz (ganha elétrons). A corrosão eletroquímica é caracterizada pela presença de água.

Um exemplo é a formação da ferrugem, que é o óxido de ferro (III) mono-hidratado (Fe₂O₃ . H₂O), um composto que possui coloração castanho-avermelhada. A ferrugem se forma quando o ferro se oxida na presença de ar e água. Ocorre a oxidação do ferro metálico a cátion ferro:

Fe_(s) → Fe²⁺ + 2e^-

Simultaneamente, há a seguinte redução da água:

2H₂O + 2e^– → H₂ + 2OH^–

Ocorre a formação do hidróxido ferroso (Fe(OH)₂), que na presença de oxigênio é oxidado a hidróxido de ferro III (Fe(OH)₃). Posteriormente, ele perde água e se transforma no óxido de ferro (III) mono-hidratado (Fe₂O₃ . H₂O), isto é, a ferrugem:

Fe²⁺ + 2OH^– → Fe(OH)₂
2Fe(OH)₂ + H₂O + 1/2O₂ → 2 Fe(OH)₃

2Fe(OH)₃ → Fe₂O₃ . H₂O + 2H₂O

A aula experimental a seguir tem o objetivo de mostrar aos alunos um processo de identificação visual de reações de oxirredução, fazendo um estudo comparativo da corrosão do ferro por diversas substâncias.

Materiais e reagentes:

• 6 pregos;
• Barbante;
• Tesoura;
• 6 tubos de ensaio;
• Estante para tubos de ensaio;
• Água de torneira;
• Óleo de cozinha;
• Mistura de água e sal;
• Sabonete líquido ou mistura de sabonete com água;
• Água destilada;
• Caneta esferográfica.

Procedimento:

1. Enumere os tubos de ensaio de 1 a 6;

2. Coloque água da torneira no tubo 1, óleo no tubo 2, a mistura de água e sal no tubo 3, o sabonete líquido no tubo 4 e água destilada no tubo 5. Todos esses líquidos devem atingir cerca de ¼ do volume de cada tubo de ensaio. O sexto tubo deve ficar vazio.

3. Corte o barbante em 6 pedaços de cerca de 20 cm e prenda-os a cada um dos pregos;

4. Mergulhe cada prego em um líquido nos tubos de ensaio, deixando o barbante para fora de modo que seja possível puxar os pregos com os barbantes para tirá-los dos tubos;

5. Anote o aspecto dos pregos, dos líquidos e das soluções inicialmente;

6. Deixe sete dias em repouso. Depois de passado esse tempo, observe novamente o aspecto dos líquidos e soluções e dos pregos.

Resultados e Discussão:

O professor pode pedir aos alunos que respondam o seguinte:

• Qual é a semiequação de oxidação do ferro e o seu número de oxidação (Nox)?
• Qual é a equação global de enferrujamento de um prego?
• Qual foi a ordem decrescente do meio mais agressivo para o meio menos agressivo para o prego? Por quê?

A ordem encontrada deve ser a seguinte:

Água com sal > água da torneira > água destilada > sabonete líquido > ar > óleo de cozinha.

Isso ocorre porque os principais componentes responsáveis pela formação da ferrugem são o oxigênio e a água. O óleo de cozinha impede o contato do ferro com o oxigênio do ar e, por isso, não há nenhuma mudança. Isso pode levar o professor a mostrar para os alunos que um método de proteção contra a corrosão do ferro é pintar o prego com uma tinta, impedindo que ele entre em contato com a água e o oxigênio.

O professor deve também chamar a atenção para a substância que se reduz. Na maioria dos casos, o oxigênio e a água são os que sofrem redução.

Por Jennifer Fogaça
Graduada em Química