Telecurso 2000 Química Nível Médio - q23d

Telecurso 2000 Química Nível Médio - q23d

23 AULA

Como se pode proteger o ferro? lA proteçªo do aço. l Galvanizaçªo,cromaçªo, zincagem e estanhagem lA importância dos óxidos na corrosªo. lO perigo das latas amassadas.

fiO que Ø o aço fiPor que o aço enferruja fiComo se forma a ferrugem fiComo o ferro Ø encontrado no minØrio

Quantas coisas que nós usamos sªo feitas de aço!!! Mas, por que nós usamos tanto o aço? É porque hoje nós conhecemos a tecnologia de fabricar aços do jeito que queremos.

Aço duro, aço dobrÆvel, aço que nªo dobra, como as molas, aço que pode ser transformado em fios muito finos, aços que podem ser transformados facilmente em chapas, aços resistentes para construir estruturas de pontes e prØdios, aços para construir aparelhos de cirurgia e atØ aços para serem introduzidos como implantes, no lugar de ossos etc.

Seria quase que impossível levar a vida que vivemos hoje sem o aço. Apesar da enorme variedade de objetos que sªo feitos de aço, parece que ele ainda nªo Ø a soluçªo perfeita, por causa do enferrujamento.

23 AULA

O que vocΠvai aprender

Seria bom jÆ saber

Isto lhe interessa

Todos os componentes de uma bicileta recebem proteçªo contra ferrugem.

AULAO aço, em contato com o ar e a Ægua, se transforma espontaneamente em óxido de ferro. No minØrio, o ferro estÆ na forma de óxido de ferro, que Ø a forma

natural desse elemento. Para transformar o óxido em metal, colocamos carvªo e aquecemos. Isso quer dizer que a tendŒncia natural do ferro Ø voltar a ser óxido.

ÓXIDO DE FERRO+CARVO+CALOR fiFERRO+GS CARBÔNICO Portanto Ø preciso proteger o metal para que ele nªo volte a ser óxido.

A maneira mais simples de proteger o aço do enferrujamento Ø pintÆ-lo.

Existem outras maneiras de proteçªo, por exemplo, revestir o aço com um outro metal. Veja na tabela a seguir a lista de metais mais usados na proteçªo do aço e o nome do processo.

METAISMETAISMETAISMETAISMETAISMAISMAISMAISMAISMAIS COMUNSCOMUNSCOMUNSCOMUNSCOMUNS USADOSUSADOSUSADOSUSADOSUSADOS PARAPARAPARAPARAPARA PROTEGERPROTEGERPROTEGERPROTEGERPROTEGER O AOAOAOAOA˙O

Crômio Cromaçªo Níquel Niquelaçªo Zinco Zincagem Estanho Estanhagem

Os metais crômio, níquel, zinco e estanho tŒm propriedades diferentes. Eles sªo usados na proteçªo do aço para aplicaçıes diferentes.

A característica comum desses metais Ø que todos eles protegem o aço contra o enferrujamento.

Existem muitos objetos que nós usamos e que sªo cromados. Por exemplo, pØs de cadeiras e mesas de cozinha geralmente sªo pintados e, às vezes, cromados. Chaves de fenda e outras ferramentas sªo cromadas. Com a cromaçªo, alØm de nªo enferrujar, os objetos ficam com aparŒncia mais brilhante e bonita.

AULA Exercício 1Exercício 1Exercício 1Exercício 1Exercício 1

Por que o crômio protege o aço do enferrujamento?

Às vezes, quando a cromaçªo nªo Ø bem feita, ela começa a descascar. O ferro fica exposto e enferruja. A camada de crômio precisa estar muito bem aderente ao metal. Se ficar alguma bolha de ar, pode começar a enferrujar por aí.

Muitas vezes a cromaçªo Ø feita em cima da niquelaçªo. Isto porque o níquel

Ø mais fÆcil de grudar no aço. Depois faz-se a cromaçªo por cima. O níquel Ø um metal amarelado. As chaves que nós usamos nas fechaduras de casas sªo geralmente feitas com uma liga de níquel. Quando a chave Ø nova ela Ø prateada porque estÆ cromada. Mas com o uso a cromaçªo vai saindo e a chave vai ficando amarelada, aparecendo o níquel. AlØm do crômio, usam-se outros metais no revestimento do aço. O estanho Ø usado como revestimento para latas de conservas porque Ø um metal mais resistente ao ataque da Ægua. É o material que nós chamamos de lata. A lata Ø feita de aço recoberto com estanho. O estanho nªo Ø atacado pela Ægua; o ferro Ø atacado. Essa diferença de comportamento em relaçªo à

Ægua pode causar alguns problemas quando se usa a lata estanhada.

Quando a lata Ø amassada, a cobertura de estanho pode se trincar. No lugar da trinca, o aço fica exposto. O ferro que estÆ no aço Ø atacado pela Ægua, mas o estanho tambØm fica em contato com a Ægua no lugar da rachadura. Os dois metais entram em contato com a Ægua. É como se eles competissem pela Ægua. Como o ferro Ø mais facilmente atacado pela Ægua que o estanho, ele enferruja e com o estanho nªo acontece nada. O ferro enferruja mais quando estÆ junto com o estanho do que quando ele estÆ sozinho. É como se o estanho empurrasse a Ægua para o ferro.

Outro metal muito usado para proteger o aço Ø o zinco. O revestimento de

zinco Ø chamado galvanizaçªogalvanizaçªogalvanizaçªogalvanizaçªogalvanizaçªo. Na realidade, galvanizaçªo Ø o nome do processo de recobrimento de metais com outro metal, usando eletricidade. Mas na linguagem comum, quando falamos metal galvanizado, geralmente estamos falando de aço recoberto com zinco.

lPor que o aço recoberto com zinco nªo enferruja?

O zinco Ø mais fÆcil de ser atacado pelo oxigŒnio e pela Ægua do que o ferro.

O zinco em contato com o oxigŒnio forma logo uma camada muito fina de óxido de zinco que fica grudada em cima do metal, protegendo a parte de dentro.

ZINCO+OXIGNIO fiÓXIDO DE ZINCO

AULAO metal zinco, puro, sem a camada de óxido de zinco, Ø atacado pela Ægua. DÆ um composto chamado hidróxido de zinco.

lComo a Ægua ataca o metal?

As partículas do metal se ligam tªo fortemente às partículas de Ægua que a

Ægua se quebra.

Pedacinhos de duas partículas de Ægua ficam ligados ao metal e os outros pedacinhos que sobram viram gÆs. É o gÆs hidrogŒnio.

HidrogŒnio Ø um gÆs muito perigoso. Ele Ø muito explosivo. Mas, como ele

Ø muito leve, assim que se forma vai embora, lÆ para cima, bem rÆpido. No ar atmosfØrico nªo tem hidrogŒnio.

ZINCO+GUAfiHIDRÓXIDO DE ZINCO+HIDROG˚NIO

O ferro tambØm Ø atacado pela Ægua e tambØm dÆ um composto chamado hidróxido de ferro.

Exercício 2Exercício 2Exercício 2Exercício 2Exercício 2 Escreva o que se forma quando o ferro metÆlico puro Ø colocado na Ægua.

FERRO+GUAfi

lMas, se o zinco Ø atacado pela Ægua, por que ele protege o ferro?

O zinco puro Ø atacado pela Ægua, mas o óxido de zinco, nªo. Como qualquer pedaço de zinco estÆ sempre coberto de óxido, ele nªo Ø atacado pela Ægua.

água pedaços de zinco gás hidrogênio

23AULA Se a folha de aço recoberta com zinco for furada com um prego, por exemplo, a chapa começa a enferrujar por aí, porque, no furo, o aço nªo estÆ protegido pelo zinco e entra em contato facilmente com o ar e com a umidade.

Existe uma outra maneira de proteger o aço do enferrujamento, que tambØm usa metal, mas que nªo Ø por revestimento. É um processo muito usado em estacas que sªo enterradas na terra ou que ficam mergulhadas no mar. Por exemplo em plataformas de petróleo. Usa-se o alumínio para proteger o aço.

Um bloco de alumínio Ø preso na estaca de aço. O que acontece com o ferro e com o alumínio, juntos, quando entram em contato com a Ægua e o ar?

O alumínio Ø mais fÆcil de ser atacado pela Ægua que o ferro. Entªo, o alumínio sofre o ataque e nªo acontece nada com o ferro. O alumínio Ø chamado de metal de sacrifício. Este processo Ø usado tambØm para proteçªo de cascos de navios.

VocŒ deve estar pensando: se o alumínio Ø tªo fÆcil de ser atacado pela Ægua, por que nós podemos ferver Ægua na panela de alumínio e a panela nªo fura?

A explicaçªo Ø a mesma jÆ conhecida, para o zinco e o crômio. No metal alumínio tambØm se forma uma camada de óxido de alumínio que protege o metal. O óxido de alumínio tambØm Ø um composto muito duro. Em qualquer pedaço de alumínio, nós nªo enxergamos essa camada porque a camada de óxido Ø muito fina e transparente.

Exercício 3Exercício 3Exercício 3Exercício 3Exercício 3

Coloque os metais ferro, zinco e estanho em ordem com relaçªo ao ataque pela Ægua.

Nesta aula vocŒ aprendeu que o ferro pode ser protegido se for recoberto com outros metais. Vimos que o metal que protege o ferro pode ser o estanho, que Ø mais resistente ao ataque da Ægua e do ar.

A proteçªo pode ser feita tambØm com metais como o crômio, o zinco e o níquel, que sªo mais fÆceis de serem atacados pela Ægua e pelo ar do que o ferro.

A maneira como eles protegem o ferro Ø diferente. Na corrosªo dos metais, os óxidos que se formam em sua superfície exercem um papel muito importante. As propriedades desses óxidos Ø que vªo determinar se o metal sofre corrosªo ou nªo.

ferrugem

AULAVocΠprecisa saber

lPara proteger o ferro da corrosªocorrosªocorrosªocorrosªocorrosªo, isto Ø, nªo deixar que ele enferruje, podemos: -cobrir o ferro com uma substância que nªo deixe Ægua e oxigŒnio chegarem atØ o ferro; -cobrir o ferro ou prender no ferro um metal que Ø corroído mais rapidamente que o ferro.

lSubstâncias que nªo deixam Ægua e oxigŒnio chegarem no ferro sªo: - tinta

- graxa

- crômio

- zinco

- níquel

- estanho lMetais que sªo corroídos mais rapidamente que o ferro sªo: - zinco

- alumínio

- magnØsio lCromaçªoCromaçªoCromaçªoCromaçªoCromaçªo e niquelaçªoniquelaçªoniquelaçªoniquelaçªoniquelaçªo sªo processos de recobrimento de um metal com uma camada de crômio ou níquel, respectivamente. Para isso, usa-se eletricidade.

lZincagemZincagemZincagemZincagemZincagem ou galvanizaçªogalvanizaçªogalvanizaçªogalvanizaçªogalvanizaçªo Ø o processo de recobrimento do ferro com uma camada de zinco. Para isto geralmente usa-se eletricidade.

lLataLataLataLataLata ou folha-de-flandresfolha-de-flandresfolha-de-flandresfolha-de-flandresfolha-de-flandres Ø folha de ferro estanhado, isto Ø, recoberto de estanho. Para recobrir o ferro com estanho, geralmente o ferro Ø mergulhado em estanho derretido.

lZinco e ferro sªo atacados pela Ægua e produzem hidróxido de zincohidróxido de zincohidróxido de zincohidróxido de zincohidróxido de zinco e hidróxido de ferrohidróxido de ferrohidróxido de ferrohidróxido de ferrohidróxido de ferro, respectivamente. Forma-se tambØm hidrogŒniohidrogŒniohidrogŒniohidrogŒniohidrogŒnio.

lHidrogŒnioHidrogŒnioHidrogŒnioHidrogŒnioHidrogŒnio Ø um gÆs muito inflamÆvel e muito leve. lHidrogŒnio só existe nas partes mais altas da atmosfera.

AULAObjetos de ferro sªo cromados ou niquelados para serem protegidos da corrosªo. O crômio e o níquel tambØm fazem os objetos ficarem mais bonitos.

Outros metais tambØm podem ser cromados ou niquelados. É o caso do latªo, que Ø uma liga de cobre e zinco. Neste caso, o objetivo Ø principalmente o embelezamento da peça, porque o latªo nªo enferruja.

A zincagem ou galvanizaçªo Ø feita principalmente em canos, pregos e fios. Pode-se mergulhar a peça de ferro em zinco derretido ou pode-se usar eletricidade. O nome galvanizaçªo vem do uso de eletricidade na zincagem.

Mesmo quando trincada, a camada de zinco continua protegendo o ferro. Agora o zinco e o ferro entram em contato com Ægua e oxigŒnio. Como o zinco Ø atacado mais facilmente pela Ægua e pelo oxigŒnio do que o ferro, ele sofre corrosªo e o ferro Ø protegido. Isso dura atØ gastar todo o zinco.

A proteçªo do ferro pelo zinco tambØm funciona se grudarmos um bloco de zinco no ferro; o contato entre ferro e zinco tem de ser bom. O zinco vai sendo corroído atØ acabar. Só depois o ferro Ø atacado. Mas, antes que isto aconteça, pıe-se outro bloco de zinco no lugar. TambØm podem ser usados outros metais, como o alumínio por exemplo.

A estanhagem Ø feita para produzir folhas-de-flandres, que sªo usadas, por exemplo, para fabricar latas de conserva. Pode-se mergulhar a peça de ferro em estanho derretido ou pode-se usar eletricidade.

O estanho Ø mais resistente ao ataque de Ægua e oxigŒnio que o ferro. Por isso protege-o. PorØm, temos um problema. Se a camada de estanho trinca, o ferro enferruja, e com o estanho nªo acontece nada. Agora Ø o ferro que Ø atacado mais facilmente, o contrÆrio do ferro zincado.

Por isso nªo se deve consumir o alimento de latas de conserva amassadas. Se a lata estÆ amassada, a camada de estanho pode estar trincada. Aí o ferro Ø atacado e pode contaminar o alimento. Se a lata Ø velha, jÆ pode ter furado. Aí, entrou ar na lata e certamente o alimento estÆ estragado.

¤Qual Ø a forma natural do ferro ¤Nome de trŒs metais que protegem o ferro

¤O que Ø galvanizaçªo

¤Como o estanho protege o ferro

¤Como o zinco protege o ferro

¤Como o alumínio protege o ferro

¤O que Ø cromaçªo

¤O nome de dois metais que sªo atacados pela Ægua

¤O nome do gÆs que se forma quando o ferro Ø atacado pela Ægua

Vamos pensar mais

Agora eu sei

AULAExercício 4Exercício 4Exercício 4Exercício 4Exercício 4 Classifique cada uma das afirmaçıes a seguir como verdadeira (V) ou falsa (F):

Exercício 5Exercício 5Exercício 5Exercício 5Exercício 5 O que acontece com o ferro se ele nªo for protegido do ar e da umidade?

Exercício 6Exercício 6Exercício 6Exercício 6Exercício 6

Qual processo acontece espontaneamente: transformaçªo do óxido de ferro em ferro ou o inverso? Por quŒ?

Exercício 7Exercício 7Exercício 7Exercício 7Exercício 7

Cite trŒs metais usados na proteçªo do ferro e dŒ o nome dos respectivos processos.

Exercício 8Exercício 8Exercício 8Exercício 8Exercício 8 O que Ø cromaçªo?

Exercício 9Exercício 9Exercício 9Exercício 9Exercício 9

Por que, na cromaçªo, a camada de crômio precisa estar muito bem aderente ao aço?

Exercício 10Exercício 10Exercício 10Exercício 10Exercício 10

Quando se compra algum alimento enlatado Ø importante observar se a lata nªo estÆ rachada ou amassada. Por quŒ?

Exercício 1Exercício 1Exercício 1Exercício 1Exercício 1 O que Ø galvanizaçªo?

Exercício 12Exercício 12Exercício 12Exercício 12Exercício 12

Escreva, seguindo o modelo abaixo, o que acontece quando o crômio e o zinco entram em contato com o oxigŒnio.

FERRO +OXIGNIOfi ÓXIDO DE FERRO

Exercício 13Exercício 13Exercício 13Exercício 13Exercício 13 Por que o zinco protege o aço?

Exercício 14Exercício 14Exercício 14Exercício 14Exercício 14

Qual Ø o nome do composto de zinco que se forma quando esse metal Ø atacado pela Ægua?

Exercício 15Exercício 15Exercício 15Exercício 15Exercício 15

Qual Ø o nome do gÆs que se forma quando zinco ou ferro sªo atacados pela Ægua?

Exercício 16Exercício 16Exercício 16Exercício 16Exercício 16

O que acontece com as partículas de Ægua, quando entram em contato com partículas de zinco?

Vamos exercitar

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