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:
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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.
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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.
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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.
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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:
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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.
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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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Os cabos
,
e
são de aço com seções transversais circulares e articulados nas extremidades. Adotando-se tensão admissível de
, módulo de elasticidade longitudinal de
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; b)
.
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].
Num estudo de avaliação da agressividade de um meio, para aço carbono, encontraramse os seguintes valores: Densidade de corrente de corrosão
; potencial de corrosão de
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Potencial do eletrodo de referência ECS na escala de EPH
Potencial do eletrodo de referência ECS na escala de EPH
A corrosão de zinco em meio de solução
de
ocorre com uma velocidade dada pela densidade de corrente de corrosão de
. Expresse essa velocidade em mg/cm²
e em mpy. Dados :
;
; Lei de Faraday:
.