Cite um metal que pode prevenir a corrosão do ferro exposto ar úmido (meio neutro) na proteção catódica por ânodo de sacrifício. Informe as equações das semi-reações envolvidas, a equação global e os potenciais-padrão de redução de cada equação.
10. Para uma pilha de concentração, explique sucintamente por que a corrosão ocorre na solução de menor concentração.
10. Para uma pilha de concentração, explique sucintamente por que a corrosão ocorre na solução de menor concentração.
Passo 1
Beleza, vamos dar uma olhada no que a questão está pedindo. Temos duas partes principais aqui:
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Primeira Parte: Identificar um metal que pode prevenir a corrosão do ferro em ambientes úmidos usando proteção catódica por ânodo de sacrifício. Além disso, precisamos escrever as equações das semi-reações envolvidas, a equação global e os potenciais-padrão de redução para cada uma delas.
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Segunda Parte: Explicar de forma sucinta por que, em uma pilha de concentração, a corrosão acontece na solução de menor concentração.
Para resolver isso, vamos precisar entender um pouco sobre proteção catódica e pilhas de concentração na eletroquímica.
Passo 2
Primeira Parte: Proteção Catódica por Ânodo de Sacrifício
A proteção catódica é um método usado para prevenir a corrosão do metal principal (neste caso, o ferro) tornando-o o cátodo de uma célula eletroquímica. Isso é feito conectando um metal mais reativo que atua como ânodo de sacrifício. O metal sacrificial se corrói no lugar do metal principal.
Metal Sacrificial Comum:
Um metal frequentemente usado como ânodo de sacrifício para proteger o ferro é o zinc (zinco).
Um metal frequentemente usado como ânodo de sacrifício para proteger o ferro é o zinc (zinco).
Passo 3
Semi-reações Envolvidas:
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Oxidação do Zinc (Ânodo de Sacrifício):
- Potencial-padrão de Oxidação: -0,76 V
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Redução do Ferro (Católito):
- Potencial-padrão de Redução: -0,44 V
Passo 4
Equação Global da Reação:
Para obter a equação global, somamos as semi-reações, garantindo que os elétrons se cancelam:
Potencial-padrão da Célula:
Um potencial positivo indica que a reação é espontânea, ou seja, o zinco vai se corroer no lugar do ferro.
Passo 5
Segunda Parte: Pilha de Concentração e Corrosão na Solução de Menor Concentração
Em uma pilha de concentração, temos duas soluções com o mesmo metal, mas com concentrações diferentes de íons metálicos. A corrosão tende a ocorrer na solução de menor concentração devido ao fluxo de íons.
Explicação Simplificada:
- Na solução de menor concentração, há menos íons metálicos disponíveis.
- Os íons metálicos do eletrodo dissolvem-se para aumentar a concentração na solução de menor concentração.
- Isso faz com que o metal do eletrodo se corroa mais rapidamente nessa região para repor os íons que estão se dissolvendo.
Em termos de eletroquímica, a diferença de concentração cria um potencial que dirige o fluxo de íons do local de maior concentração para o de menor, resultando em corrosão onde há menos íons presentes.
Resposta
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Metal Sacrificial: Zinco (Zn)
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Semi-reações:
- Oxidação do Zinco:
- Redução do Ferro:
- Oxidação do Zinco:
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Equação Global:
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Potencial-padrão da Célula:
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Explicação sobre a Pilha de Concentração:A corrosão ocorre na solução de menor concentração porque os íons metálicos do eletrodo se dissolvem para equilibrar as concentrações, fazendo com que o metal se corroa mais nessa região.