A corrosão do ferro metálico envolve a formação do íon Fe^2+. Para evitá-la, chapas de ferro são recobertas com uma camada de outro metal. Em latas de alimentos, a camada é de estanho metálico e em canos dágua, de zinco metálico. Explique por que:
(a) a camada de zinco evita a corrosão do cano dágua.
(b) quando a camada de estanho é danificada, expondo a superfície do ferro, a corrosão (oxidação) acontece mais rapidamente do que quando a referida camada está ausente. (analise os potenciais padrão de redução dos materiais). Fundamente!

Passo 1

Beleza, vamos lá! Você me passou um exercício sobre corrosão do ferro e como metais como zinco e estanho ajudam a evitar isso. O assunto aqui é corrosão galvânica, que envolve potenciais de redução dos metais. Vamos precisar entender um pouco sobre como diferentes metais reagem quando estão juntos para proteger o ferro da corrosão.

Passo 2

Primeiro, vamos falar sobre o item (a): por que a camada de zinco evita a corrosão do cano d’água. A corrosão ocorre quando o ferro reage com o oxigênio e forma íons Fe^2+. Para evitar isso, cobrimos o ferro com zinco, que tem um potencial de redução mais negativo que o ferro.
Quando dois metais com potenciais diferentes estão em contato, o metal com o potencial mais negativo (zinco) tende a oxidar-se preferencialmente. Isso significa que o zinco vai corroer em vez do ferro, protegendo assim o cano d’água. Esse processo é conhecido como proteção catódica ou ânodo de sacrifício.
A equação do potencial de redução padrão para o zinco é:
Zn^2+ + 2e^- Zn E^circ = -0,76 , V
E para o ferro:
Fe^2+ + 2e^- Fe E^circ = -0,44 , V
Como o potencial do zinco é mais negativo, ele se oxida primeiro, protegendo o ferro da corrosão.

Passo 3

Agora, vamos para o item (b): quando a camada de estanho está danificada, expondo o ferro, a corrosão acontece mais rápido do que se a camada de estanho não estivesse presente. Isso pode parecer estranho, mas acontece por causa dos potenciais de redução dos materiais.
O estanho tem um potencial de redução mais positivo que o ferro:
Sn^2+ + 2e^- Sn E^circ = -0,14 , V
Comparando com o ferro:
Fe^2+ + 2e^- Fe E^circ = -0,44 , V
Aqui, o estanho é menos propenso a oxidar-se do que o ferro. Quando a camada de estanho está intacta, ela protege o ferro. Mas se essa camada é danificada, o estanho exposto junto com o ferro forma uma célula galvânica onde o ferro atua como ânodo e o estanho como cátodo. O ferro, tendo um potencial mais negativo, se oxida mais facilmente, aumentando a taxa de corrosão comparado a quando não há essa interação com o estanho.

Resposta

(a) A camada de zinco evita a corrosão do cano d’água porque o zinco, com um potencial de redução mais negativo que o ferro, atua como ânodo de sacrifício, oxidando-se preferencialmente e protegendo assim o ferro da corrosão.
(b) Quando a camada de estanho está danificada, o ferro exposto corrói mais rapidamente porque, devido aos potenciais de redução, o ferro atua como ânodo e se oxida mais facilmente em presença do estanho, acelerando a corrosão em comparação a quando a camada de estanho não está presente.

Exercícios relacionados