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 maior que o ferro.
Seguem os potenciais de redução de diferentes cátions:
Passo 1
Beleza, vamos lá! O exercício fala sobre ferrugem em pregos de ferro e como distintos metais aplicados neles podem evitar ou não a corrosão. A matéria envolvida aqui é química, especificamente eletroquímica e corrosão. Para resolver, a gente vai precisar entender potenciais de redução dos diferentes metais e como eles interagem com o ferro.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar o que é potencial de redução. É uma medida de tendência de uma espécie química ganhar elétrons e se reduzir. Metais com potenciais de redução maiores são mais nobres e menos propensos a oxidar, ou seja, menos propensos a ferrugem.
Passo 3
Agora, vamos analisar os potenciais de redução fornecidos:
Passo 4
O ferro tem potencial de redução de
. Vamos comparar com os metais usados para cobrir os pregos:
- Prata (Ag):
- Cobre (Cu):
- Alumínio (Al):
- Magnésio (Mg):
- Cálcio (Ca):
Passo 5
Metais com potenciais de redução maiores que o ferro são mais nobles. Isso significa que eles são menos propensos a oxidar. Quando um metal mais nobre está em contato com o ferro, o ferro tende a oxidar para proteger o metal nobre, um processo chamado corrosão galvânica.
Passo 6
Analisando os potenciais:
- Prata e Cobre têm potenciais de redução maiores que o ferro.
- Alumínio, Magnésio e Cálcio têm potenciais menores que o ferro.
Passo 7
Portanto:
- Prata e Cobre: Mais nobres que o ferro, fazendo com que o ferro sob eles oxide e enferruje.
- Alumínio, Magnésio e Cálcio: Menos nobres, podem corromper ou fornecer proteção ao ferro, prevenindo a ferrugem.
Resposta
Os pregos cobertos com cobre (Cu) e prata (Ag) enferrujaram, pois esses metais têm potenciais de redução maiores que o do ferro, tornando o ferro mais suscetível à oxidação e, consequentemente, à formação de ferrugem.