Defina potencial de equilíbrio, potencial misto, potencial de corrosão e potencial em circuito aberto. Faça um esquema mostrando como você mediria o potencial de eletrodo de um metal num determinado meio. Como você chegaria à conclusão sobre se o potencial medido corresponde ao potencial de equilíbrio do metal ou ao seu potencial de corrosão? O que é a densidade de corrente de corrosão?

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! O enunciado pede para definirmos quatro tipos de potenciais (equilíbrio, misto, de corrosão e circuito aberto), desenhar um esquema para medir o potencial de eletrodo de um metal em um meio específico, explicar como identificar se o potencial medido é de equilíbrio ou de corrosão, e definir a densidade de corrente de corrosão. Para isso, vamos usar conhecimentos de eletroquímica, principalmente sobre potenciais eletroquímicos e métodos de medição de potenciais de eletrodo.

Passo 2

Primeiro, vamos definir cada um dos potenciais mencionados:
  1. Potencial de Equilíbrio: É o potencial no qual as reações de anodagem e catodização estão balanceadas, ou seja, a taxa de oxidação do metal é igual à taxa de redução no eletrodo. Nesse ponto, não há corrosão líquida acontecendo porque as reações estão em equilíbrio.
  2. Potencial Misto: Esse potencial ocorre quando as reações de anodagem e catodização não estão completamente balanceadas, geralmente em condições onde há algum grau de corrosão ativa ou passiva. É um intermediário entre o potencial de equilíbrio e o potencial de corrosão.
  3. Potencial de Corrosão: É o potencial no qual a taxa de anodização (corrosão) do metal está acontecendo de forma autônoma, sem compensação total pela reação de catodização. Nesse ponto, há uma corrosão líquida ocorrendo no metal.
  4. Potencial em Circuito Aberto: Esse é o potencial medido quando não há nenhuma corrente fluindo no circuito, ou seja, quando o eletrodo está “descansando” sem interação externa que force uma corrente.

Passo 3

Agora, vamos fazer um esquema simples para medir o potencial de eletrodo de um metal em um determinado meio. Imagina que temos um eletrodo de metal que queremos estudar, vamos conectá-lo a um eletrodo de referência (como o eletrodo de calomelano saturado) usando um fio condutor. Ambos os eletrodos estarão imersos na mesma solução eletrolítica. Usamos um voltímetro para medir a diferença de potencial entre o eletrodo de referência e o eletrodo de metal. Esse setup permite que a gente determine o potencial do eletrodo do metal no ambiente específico.

Passo 4

Para determinar se o potencial medido corresponde ao potencial de equilíbrio ou ao potencial de corrosão do metal, observamos em que condição o potencial está sendo medido:
  • Potencial de Equilíbrio: Se medirmos o potencial com o circuito aberto, ou seja, sem corrente fluindo, estamos na condição de potencial de equilíbrio. Nesse ponto, o potencial reflete o equilíbrio entre anodização e catodização sem corrosão líquida.
  • Potencial de Corrosão: Se houver corrente fluindo (por exemplo, em uma situação prática onde o metal está corroendo), o potencial medido refletirá o potencial de corrosão. Isso ocorre porque a anodização não está totalmente compensada pela catodização, resultando em corrosão ativa.

Passo 5

A densidade de corrente de corrosão é uma medida que indica a quantidade de corrente elétrica que flui por unidade de área do eletrodo devido à corrosão. Ela está relacionada à taxa de corrosão do metal; quanto maior a densidade de corrente de corrosão, mais rápida é a corrosão ocorrendo no metal. Matemáticamente, é expressa como:
onde é a densidade de corrente de corrosão, é a corrente total de corrosão, e é a área do eletrodo.

Resposta

Definimos os potenciais de equilíbrio, misto, corrosão e circuito aberto conforme explicado, mostramos como medir o potencial de um eletrodo utilizando um eletrodo de referência e um voltímetro, distinguimos entre os potenciais de equilíbrio e de corrosão com base nas condições de medição (circuito aberto ou com corrente), e definimos a densidade de corrente de corrosão como a corrente por unidade de área, relacionada à taxa de corrosão do metal.

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