Descreva sucintamente as duas técnicas que são usadas para proteção catódica, utilizando exemplos de metais que protegeriam o metal ferro (proteção por ânodo de sacrifício e a proteção catódica por corrente impressa).
9. 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.

Passo 1

Beleza, vamos lá! A questão pede para a gente descrever duas técnicas de proteção catódica usadas para proteger o ferro da corrosão: a proteção por ânodo de sacrifício e a proteção catódica por corrente impressa. Além disso, precisa indicar um metal que funcione como ânodo de sacrifício no ambiente de ar úmido, incluindo as semi-reações, a reação global e os potenciais-padrão de redução. Para resolver isso, vamos precisar entender como funciona a proteção catódica e conhecer alguns metais utilizados nessa técnica.

Passo 2

Primeiro, vamos falar sobre a proteção por ânodo de sacrifício. Nesse método, usamos um metal mais reativo que o ferro. Esse metal “se sacrifica” corroendo-se no lugar do ferro. Um exemplo clássico é o zinco, que é mais reativo que o ferro e protege-o da corrosão.
Agora, a proteção catódica por corrente impressa envolve a aplicação de uma corrente elétrica externa para converter a estrutura de ferro em um cátodo, impedindo que ele oxide. Aqui, normalmente usamos um ânodo de material inerte, como o níquel ou o titanio, que não se corroe durante o processo.

Passo 3

Para prevenir a corrosão do ferro exposto a ar úmido (meio neutro) usando a proteção catódica por ânodo de sacrifício, um metal comum é o zinco. O zinco é mais eletropositivo que o ferro, o que o torna ideal para sacrificar-se e proteger o ferro.

Passo 4

Vamos agora às reações envolvidas. Primeiro, identificamos as semi-reações de oxidação do zinco e de redução do oxigênio.
A semi-reação de oxidação do zinco:
Zn Zn^2+ + 2e^-
A semi-reação de redução do oxigênio no meio neutro:
O2 + 2H2O + 4e^- 4OH^-

Passo 5

Para obter a equação global, combinamos as semi-reações balanceando os elétrons:
Zn + O2 + 2H2O Zn^2+ + 4OH^-

Passo 6

Agora, vamos aos potenciais-padrão de redução para cada meia reação:
  • Para a redução do zinco:
Zn^2+ + 2e^- Zn E^circ = -0,76, V
  • Para a redução do oxigênio:
O2 + 2H2O + 4e^- 4OH^- E^circ = +0,40, V

Resposta

O metal utilizado para prevenir a corrosão do ferro exposto a ar úmido na proteção catódica por ânodo de sacrifício é o zinco. As semi-reações envolvidas são:
Zn Zn^2+ + 2e^-
O2 + 2H2O + 4e^- 4OH^-
A equação global da reação é:
Zn + O2 + 2H2O Zn^2+ + 4OH^-
Os potenciais-padrão de redução são:
  • Zinco: $ E^\circ = -0,76, V $
  • Oxigênio: $ E^\circ = +0,40, V $

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