A ferrugem causa um grande prejuizo: cerca de
da produção anual de aço é utilizada para repor peças ou estruturas oxidadas. Um estudante resolveu testar métodos para evitar a corrosão. Ele utilizou vários pregos de ferro, cobrindo metade da superficie de cada prego com fio de um metal. Ele usou como metais: prata (Ag); cobre (Cu); aluminio (Al); magnésio (Mg); e cálcio (Ca). O estudante deixou os pregos, cada um coberto com um desses metais, expostos à atmosfera por um mês. Após esse periodo o estudante verificou formação de ferrugem em qual(is) do(s) prego(s)? Por que apenas esse(s) prego(s) enferrujou(aram)?
Seguem os potenciais de redução de diferentes cátions:
Enferrujaram os pregos cobertos com cobre e prata, pois eles têm potencial de redução menor que o ferro.
Seguem os potenciais de redução de diferentes cátions:
Passo 1
Vamos começar entendendo o que a questão está nos perguntando. Temos um problema relacionado à corrosão dos metais, especificamente da ferrugem em pregos de ferro. O estudante testou diferentes metais (prata, cobre, alumínio, magnésio e cálcio) cobrindo metade da superfície de cada prego e os deixou expostos por um mês. Precisamos descobrir quais pregos enferrujaram e o porquê disso acontecer.
Para resolver essa questão, vamos precisar entender potenciais de redução e como eles influenciam a corrosão dos metais.
Passo 2
Primeiro, vamos falar sobre potenciais de redução. O potencial de redução (
) é uma medida de quão facilmente uma espécie química ganha elétrons durante uma reação de redução. Quanto mais alto for o valor de
, mais fácil é para a espécie ganhar elétrons e, portanto, mais nobre ela é. Metais mais nobres tendem a não corroer facilmente porque são menos propensos a perder elétrons.
Passo 3
Agora, vamos analisar os potenciais de redução fornecidos para cada metal:
Passo 4
Vamos comparar os potenciais de redução dos metais usados para cobrir os pregos com o do ferro. O ferro possui dois potenciais de redução:
-
com -
com
Os metais usados para cobrir os pregos têm os seguintes potenciais:
- Prata (Ag):
- Cobre (Cu):
- Alumínio (Al):
- Magnésio (Mg):
- Cálcio (Ca):
Metais com potencial de redução mais alto que o ferro (mais nobre) tendem a não corroer facilmente, protegendo o ferro da corrosão. Já metais com potencial de redução mais baixo que o ferro são menos nobres e podem corroer-se preferencialmente, protegendo o ferro.
Passo 5
Vamos analisar cada metal:
-
Prata (Ag) e Cobre (Cu) possuem potenciais de redução maiores que o ferro. Isso significa que são mais nobres e não corroem facilmente. Ao cobrir os pregos com esses metais, eles atuam como uma barreira protetora, evitando que o ferro entre em contato direto com o ambiente corrosivo. No entanto, como apenas metade da superfície foi coberta, a outra metade do ferro fica exposta e pode enferrujar.
-
Alumínio (Al), Magnésio (Mg) e Cálcio (Ca) possuem potenciais de redução mais baixos que o ferro. Esses metais são menos nobres e tendem a corroer-se preferencialmente, protegendo o ferro. Assim, ao cobrirem os pregos, eles atuam como metais de sacrifício, corroendo-se em vez do ferro, que permanece protegido.
Resposta
Os pregos cobertos com cobre (Cu) e prata (Ag) enferrujaram, porque apesar de serem metais nobres, apenas metade da superfície foi protegida, deixando o ferro exposto para corroer. Os metais com potencial de redução maior que o ferro protegeram parcialmente, mas a metade exposta do ferro ainda corrou, resultando na formação de ferrugem nesses pregos.