Teoria
Corrosão é um processo de deterioração de materiais.
Aqui, a gente vai se deter na deterioração de materiais causada por processos redox. Ou seja, a corrosão eletroquímica.
Materiais não-metálicos não sofrem corrosão eletroquímica, apenas corrosão química. Tipo o que acontece se você tacar um ácido na madeira.
Na corrosão eletroquímica, o material que se deteriora, um metal, sofre oxidação.
A princípio a gente tem lá um cara metálico (NOX 0) que, ao sofrer oxidação, passa pra sua forma catiônica. Aí ele deixa de ser metálico, pode formar um óxido, um sal, ser lavado pela água... o que interessa é que o metal deixa de ser metal, é corroído, vira outra coisa.
Pro metal se oxidar, a gente precisa de um agente oxidante, que cause essa corrosão.
Um agente oxidante muito comum é o ar úmido. Pela reação abaixo:
A gente vê que o oxigênio, na presença da água, é um cara bem oxidante, porque tem uma tendência considerável a se reduzir.
Aí quanto menor o do metal, maior sua tendência a se oxidar. Mais espontânea é a pilha formada entre ele e o oxigênio e mais facilmente ele será corroído.
“Quanto maior o do metal, mais facilmente ele sofre redução”
Mas nem só de oxigênio vive a corrosão!
Vamos ver os tipos de pilhas que causam a corrosão de metais e como tentamos combater cada uma delas.
Pilha de metais diferentes
Lembra que quando dois metais diferentes estão em contato, devido a diferença dos potenciais de redução entre eles a gente gera uma pilha?
Pois é.. se você tiver uma placa de ferro, por exemplo, e colocar nela um prego de cobre, o que deve acontecer?
Vamos ver os potenciais desses caras:
Então, a gente espera que, nesse caso, o ferro se oxide, pois tem menor potencial de redução que o cobre. Ou seja, por causa da escolha errada do material do prego, você vai deteriorar sua placa de ferro inteira!
E como podemos combater esse tipo de corrosão?
Precisamos evitar o contato entre os metais. Pode-se usar tintas, borrachas ou qualquer outro tipo de isolante elétrico (que impessa o fluxo de elétrons, essencial para a pilha).
Outra forma é deixar que a pilha aconteça, mas garantir que existe um cara com potencial de redução ainda mais baixo em contato com seu metal.
Tipo assim, naquele exemplo do ferro e cobre, que tal colocar uma placa de zinco em contato com a placa de ferro?
Com potencial de redução ainda mais baixo, o zinco torna-se o principal doador de elétrons da galera. Resultado: ele se oxida e o ferro não!
Nesse caso, o zinco é chamado de metal de sacrifício. Você sabe que ele vai ser corroído, mas coloca ele ali mesmo assim, pra se sacrificar e proteger a sua estrutura da corrosão.
Esse tipo de proteção é chamada proteção catódica. O ferro, que era seu ânodo (quem sofre corrosão), passa a ser o catodo da nova pilha, formada com o metal de sacrifício.
Pilha com eletrodos metálicos iguais
As pilhas com eletrodos metálicos iguais podem ocorrer por: aeração diferencial, concentração iônica diferencial ou temperatura diferencial.
A gente já viu que, pela equação de Nersnt, um mesmo metal imerso em soluções com concentrações iônica diferentes forma uma pilha. Se forma pilha, pode ocasionar corrosão! E, nesse caso, o ânodo (que sofre a corrosão) é onde a concentração iônica é menor!
Agora, imagina aí uma placa metálica com um cocô de passarinho, ou com uma colônia de fungo sobre ela, ou com uma fresta: típicas pilhas de aeração diferencial!
Não vamos nem comentar a acidez das fezes ou das colônias fúngicas, o que causa uma corrosão química.
Olhando só pelo lado eletroquímico, a superfície livre tem concentração de oxigênio maior do que sobre a meleca depositada. Nesse caso, a gente forma uma pilha onde o ânodo será onde a pressão de oxigênio é menor.
Traduzindo, a corrosão ocorre onde a concentração de oxigênio é menor: na fresta, sob a colônia ou o que quer que esteja impedindo o contato do metal com o oxigênio.
E o combate desse tipo de corrosão é evitar frestas e arranhões, manter as superfícies metálicas limpas ou se jogar na proteção catódica também!
Corrosão eletrolítica
Eletrolítica vem de eletrólise, então essa corrosão não ocorre a partir de uma reação espontânea (pilha), mas rola uma descarga elétrica que impulsiona a deterioração do material.
Pensa num cano de metal enterrado, carregando o que quer que seja.
Aí, numa noite de tempestade, um raio cai num para-raio, que manda essa descarga elétrica pra terra.
A descarga elétrica “foge”pelo chão e acaba encontrando o cano de metal de bobeira. Como o metal é um bom condutor de eletricidade, a corrente atravessa toda a estrutura metálica e sai em algum ponto do cano para a terra novamente.
Se a corrente elétrica aí do esquema está indo da esquerda para a direita e, por convenção, ela é o contrário do fluxo de elétrons, os elétrons estão indo da direita para a esquerda.
E em uma célula eletrolítica, os elétrons vão do ânodo para o cátodo.
Portanto, o ânodo será onde a corrente elétrica “sai” do cano. E ali que vai ocorrer a corrosão.
E pra proteger encanamentos subterrâneos, pode-se tentar isolar eles eletricamente (com graxas, borrachas, etc) ou usar algum metal de sacrifício.