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Eletrólito – condutor, usualmente um líquido, contendo íons que transportam a corrente para o catodo. Catodo - eletrodo em que há redução e onde a corrente sai do eletrólito Circuito metálico - ligação entre anodo e catodo. por onde escoam os elétrons no sentido anodocatodo.

4.1 - Pilhas de eletrodos diferentes

Imagine dois metais diferentes mergulhados num mesmo eletrólito, como mostra a figura 20.

Como pode ser visto na figura, os metais tomados como exemplo são o ferro (E0=0,440V) e o cobre (E0 =-

0,337V). Neste caso, quem é o catodo e quem é o anodo? Para responder a pergunta, vamos tomar um exemplo.

Figura 20. Pilhas de eletrodos diferentes.

Exemplo. Se uma tubulação de ferro for ligada a uma válvula de bronze (liga de cobre e estanho), em presença de eletrólitos (por exemplo, o próprio solo), tem-se uma corrosão no contato ferro-latão, corroendo-se, preferencialmente, o tubo de ferro, pois este funcionara como anodo da pilha formada. Como mostra a figura 21.

Figura 21. Tubulação de ferro ligada à uma válvula de bronze.

Apostila de corrosão 2

Outro exemplo é o caso do magnésio ligado a uma tubulação de ferro, estando o sistema enterrado. Pode-se verificar que o anodo é o Mg (potencial de + 2,37 V), que sofre corrosão, enquanto que o ferro funciona como catodo, ficando protegido.

Estes exemplos demonstram o conceito de pilhas de eletrodos diferentes. Um fenômeno de corrosão que configure uma pilha de eletrodos diferentes é chamado de CORROSÃO GALVÂNICA.

Pode-se considerar como exemplos particulares de pilhas de eletrodos diferentes as chamadas pilhas ativa-passiva e de ação local.

4.1.1- Pilha ativa-passiva

A princípio, o elemento anódico é o que sofre corrosão, enquanto o elemento catódico fica protegido.

Alguns metais e ligas tendem a se tornar passivos devido à formação de uma fina película aderente de óxido ou outro composto insolúvel na sua superfície. Entre estes metais e ligas tem-se o Al, Pb, aço inoxidável, Fe e Cr. A passivação faz com que estes materiais funcionem como área catódica. Entretanto íons cloreto e, em menor escala, o brometo e iodeto destroem esta passivação ou impedem sua formação.

A destruição da passividade pelo íon cloreto não ocorre sobre toda a extensão da película e sim em pontos, talvez, determinados por pequenas variações na estrutura e na espessura da película Assim, ocorre a formação de pequenos pontos de metal ativo (anodos) circundados por grandes áreas de metal passivado (catodo). Isto causa a ocorrência da formação de uma diferença de potencial entre estas áreas na ordem de +/- O,5V. A esta pilha resultante chama-se pilha ativa-passiva.

4.1.2 - Pilha de ação local

Observa-se que o zinco puro resiste mais à ação do ácido sulfúrico ou clorídrico diluído que o zinco comercial.

As impurezas do zinco comercial (Fe, Cu, C, etc.) funcionam como micro-catodos, fazendo com que o zinco puro, presente, funcione como anodo.

Quando os anodos e os catodos estão em contato direto e na presença de um eletrólito forma-se uma pilha de ação local, figura 2..

Figura 2. Pilha de ação local em uma chapa de zinco impuro.

Apostila de corrosão 23

4.2 - Pilhas de concentração

Existem casos em que os eletrodos, embora de mesma natureza, podem, originar uma diferença de potencial, ocasionando processos de corrosão. Isto ocorre quando se tem o eletrodo em contato com diferentes concentrações de um mesmo eletrólito ou em contato com o mesmo eletrólito, porém em locais em que os teores de gases dissolvidos são diferentes. São dois os tipos de pilha de concentração:

4.2.1 - Pilha de concentração iônica

São pilhas formadas por eletrodos de mesma natureza, em contato com soluções de diferentes concentrações. A figura 23 mostra um esquema de uma pilha de concentração iônica.

Figura 23. Esquema de uma pilha de concentração iônica.

De acordo com a equação de equilíbrio, para um eletrodo metálico temos:

Pode-se verificar que diminuindo-se a concentração dos íons Mn+ , o equilíbrio tende a deslocar-se no sentido  aumentando a tendência à perda de elétrons. Assim, ocorre a elevação do valor do potencial de oxidação e vice versa. De forma resumida, o anodo é aquele metal que se encontra na solução diluída. Por outro lado, o catodo é aquele colocado na solução concentrada.

As diferenças locais das concentrações dos íons metálicos, ocasionadas pela agitação inadequada ou difusão dos íons metálicos, podem ativar ou iniciar a corrosão por um mecanismo galvânico que se denomina de célula ou pilha de concentração iônica.

Peças metálicas rebitadas ou com frestas, onde o eletrodo tem difícil acesso tornam-se mais concentradas em íons metálicos formados pela corrosão. Nas regiões de fácil acesso do eletrólito, os íons metálicos formados são arrastados pelo eletrólito em movimento, tendo-se, então, um gradiente de

Apostila de corrosão 24 concentração que ocasiona a ddp (diferença de potencial).

A corrosão originada por este tipo de pilha é conhecida por corrosão por contato, corrosão em frestas ou corrosão por concentração diferencial.

4.2.2 - Pilha de aeração diferencial

São pilhas constituídas de eletrodos idênticos, em contato com o mesmo eletrólito e de mesma concentração, mas apresentando regiões com diferentes concentrações de gases dissolvidos. Como ocorre com mais frequência em regiões com diferentes concentrações de oxigênio, é conhecida por pilha de oxigenação diferencial. A diferença de concentração origina uma ddp, funcionando o eletrodo mais aerado como catodo e o menos aerado como anodo, como mostra a figura 24.

Figura 24. Pilha de aeração diferencial.

Em frestas, onde a aeração é pequena, a baixa concentração de oxigênio no eletrólito que se encontra no interior das mesmas, e uma concentração maior de oxigênio no eletrólito que se encontra em contato com o metal fora das frestas, gera uma ddp.

Tubulações onde ocorra a possibilidade de deposição de partículas sólidas, como óxidos, areia, etc., estão sujeitas ao mesmo processo corrosivo. A figura 25 mostra um caso típico de pilha de aeração diferencial.

Apostila de corrosão 25

Figura 25. Cracas na faixa de variação da maré em estacas no mar e corrosão acentuada na zona de respingos.

4.3 - Pilhas de temperaturas diferentes

São pilhas constituídas de eletrodos do mesmo material metálico, imersos em eletrólito de mesma composição inicial, porém os eletrodos estando a diferentes temperaturas. Quanto ao estudo do fenômeno, temos que a elevação de temperatura na região eletrodo eletrólito ocasiona:

1. aumento da velocidade da reação eletroquímica, bem como o aumento da taxa de difusão. Logo, o aumento da temperatura aumenta a velocidade do processo corrosivo neste eletrodo. 2. a quantidade de gases dissolvidos que, segundo o princípio da pilha de aeração diferencial, aumenta a velocidade do processo corrosivo neste eletrodo. No entanto, se estes gases não puderem escapar da região, ocorre a diminuição do processo corrosivo. 3. pode aumentar a porosidade, volatilidade e solubilidade das películas protetoras formadas sobre a superfície do eletrodo, diminuindo, assim, a passivação e aumentando o processo corrosivo do eletrodo. No entanto, poderá aumentar a plasticidade da película protetora fazendo com que a mesma possa recobrir uma maior área do eletrodo, diminuindo, assim, o processo corrosivo no eletrodo em questão.

5 - Meios corrosivos

Os meios corrosivos mais frequentemente encontrados são os seguintes: atmosfera, águas naturais, água do mar, solo, produtos químicos, alimentos e substâncias fundidas. Na atmosfera a ação corrosiva é, principalmente, influenciada pela poeira, gases e umidade.

Poeira: - deposição de material não metálico, criando condições de aeracão diferencial - deposição de substâncias que retém umidade ou que sejam higroscópicas

- deposição de material metálico, ciando pilhas de eletrodos diferentes

Apostila de corrosão 26

Os gases contaminantes mais frequentemente encontrados na atmosfera são: CO, CO2, SO2, SO3,

H2S, NH3 e NO2. Muitos destes gases combinados com a umidade do ar formam ácidos que iniciam o processo corrosivo.

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