Folha de flandres (aço estanhado) que constitui a embalagem metálica de palmito em conserva que se encontra numa solução aquosa de
em
. Discutir as situações: lata fechada (sem
) e lata aberta (presença de
). Dados:
Considerar a concentração dos íons não especificados no meio como sendo
.
Passo 1
Beleza, vamos dar uma olhada nesse exercício! Estamos falando sobre uma folha de Flandres, que é basicamente aço estanhado usado como embalagem metálica para palmito em conserva. Essa lata está imersa numa solução aquosa de cloreto de sódio (NaCl) a 5% com pH 2,0. Precisamos discutir o que acontece quando a lata está fechada (sem presença de oxigênio,
) e quando está aberta (com
). Para resolver isso, vamos usar conceitos de eletroquímica, especificamente potenciais de eletrodo padrão, que nos ajudam a entender se certos processos de oxirredução vão acontecer ou não.
Passo 2
Primeiro, vamos identificar as reações de oxirredução que podem ocorrer envolvendo os metais presentes na lata e os íons na solução. Temos dados dos potenciais padrão de eletrodo (
) para:
- Cobre:
- Ferro:
e - Hidrogênio:
- Oxigênio:
- Estanho:
Como não foram especificadas as concentrações dos íons, assumimos que são todas
.
Passo 3
Vamos entender quais reações são possíveis. Em uma reação de corrosão, temos duas semi-reações principais:
- Anodo (oxidação): O metal da lata perde elétrons.
- Catodo (redução): Algo na solução ganha esses elétrons.
A espontaneidade dessas reações depende da diferença entre os potenciais de eletrodo. Se o potencial do anodo for menor que o do catodo, a reação é espontânea.
Passo 4
Situação 1: Lata fechada (sem
)
Sem oxigênio disponível, a reação catódica mais provável é a redução dos íons hidrogênio (
) provenientes do meio ácido da solução. A reação seria:
Agora, precisamos ver qual metal vai se corroer. Vamos comparar os potenciais de redução:
- Estanho:
- Ferro:
Como o estanho tem um potencial mais alto que o ferro, o ferro será mais propenso a oxidar (corroer) do que o estanho.
Passo 5
Vamos calcular a diferença de potencial para a reação férrica:
Anodo (ferro oxidando):
Catodo (redução de hidrogênio):
A diferença de potencial é:
Como
é positivo, a reação é espontânea. Portanto, na lata fechada, o ferro irá corroer formando
e liberando hidrogênio gasoso.
Passo 6
Situação 2: Lata aberta (presença de
)
Com oxigênio disponível, a reação catódica provável muda para a redução do oxigênio:
Agora, vamos comparar novamente com o potencial do ferro:
Anodo (ferro oxidando):
Catodo (redução de oxigênio):
A diferença de potencial é:
Esse valor também é positivo, indicando que a corrosão do ferro ocorre de forma ainda mais espontânea na presença de oxigênio.
Resposta
Em resumo, na lata fechada sem oxigênio, o ferro presente na folha de Flandres sofre corrosão liberando íons
e hidrogênio gasoso. Já na lata aberta, com a presença de oxigênio, a corrosão do ferro é ainda mais intensa, pois o oxigênio atua como um agente oxidante adicional. Portanto, a presença de oxigênio acelera o processo de corrosão da lata estanhada em solução de
com pH 2,0.