Aula 16 -_eletroquímica

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Aula 16 -_eletroquímica

  1. 1. ELETROQUÍMICA e CORROSÃO Professor: Ednaldo de Santana Curso: Construção Naval
  2. 2. ELETROQUÍMICAIntroduçãoA eletroquímica estuda o aproveitamento datransferência de elétrons entre diferentes substânciaspara converter energia química em energia elétrica evice-versa.Pilhas: conversão espontânea de energia química emelétrica.Eletrólise: conversão não espontânea de energiaelétrica em química.
  3. 3. ELETROQUÍMICAReações de oxirredução (redox)São reações em que um ou mais elementos variam seuestado de oxidação.Em toda reação redox uma substância é oxidada e outrareduzida.O agente redutor é oxidado.O agente oxidante é reduzido.2H2(g) + O2(g)  2H2O(g) +1 -2 0 0
  4. 4. ELETROQUÍMICAOxidação = perda de elétrons → Nox aumenta. Zn0 → Zn2+ + 2 e- Nox → 0 +2 H2O → 2 H+ + ½ O2 + 2 e- Nox → −2 0Redução = ganho de elétrons → Nox diminui. Cu2+ + 2 e- → Cu0 Nox → +2 0 2 H2O + 2 e- → H2 + 2 OH- Nox → +1 0
  5. 5. ELETROQUÍMICAAgente Redutor: sofre oxidação.H2O → 2 H+ + ½ O2 + 2 e- Nox → −2 0Sofre oxidação: O → Redutor: H2OAgente Oxidante: sofre redução.2 H2O + 2 e- → H2 + 2 OH- Nox → +1 0Sofre redução: H → Oxidante: H2O
  6. 6. ELETROQUÍMICA Potenciais de Eletrodo (E)Reação Zn + Cu2+: Zn2+ + 2 e- → Zn0 Eo = −0,76 V Cu2+ + 2 e- → Cu0 Eo = +0,34 VReação espontânea:Oxi: Zn0 → Zn2+ + 2e-Red: Cu2+ + 2e- → Cu0 .Global: Zn0 + Cu2+ → Zn2+ + Cu0
  7. 7. ELETROQUÍMICAReação Cu + Ag+: Cu2+ + 2 e- → Cu0 Eo = +0,34 V Ag+ + 1 e- → Ag0 Eo = +0,80 VReação espontânea:Oxi: Cu0 → Cu2+ + 2e-Red: 2 Ag+ + 2e- → 2 Ag0 .Global: Cu0 + 2 Ag+ → Cu2+ + 2 Ag0
  8. 8. ELETROQUÍMICACélulas voltaicasUsam a energia liberada em uma reação redoxespontânea para realizar trabalho elétrico.O elétrodo onde ocorre oxidação é chamado ânodo.O elétrodo onde ocorre redução é chamado cátodo.
  9. 9. ELETROQUÍMICAPILHA:É UM DISPOSITIVO EM QUE UMA REAÇÃODE OXIDORREDUÇÃO ESPONTÂNEA GERAENERGIA ELÉTRICA.A primeira pilha foi criada em 1800, porAlessandro Volta, que utilizava discos decobre e zinco, separadas por algodãoembebido em solução salina.Os discos foram chamados de eletrodos,sendo que os elétrons saiam do zincopara o cobre, fazendo uma pequenacorrente fluir.
  10. 10. ELETROQUÍMICAEm 1836, John Frederick Daniellconstruiu uma pilha com eletrodosde cobre e zinco, mas cadaeletrodo ficava em uma celaindividual, o que aumentava aeficiência da pilha, pois ela tinhaum tubo que ligava as duas cubas,este tubo foi chamado de Pontesalina Esta pilha ficou conhecidacomo Pilha de Daniell.
  11. 11. ELETROQUÍMICAEletróliseConsiste em utilizar-se de energia elétrica para fazer comque reações redox não espontâneas ocorram.Ocorrem em células eletrolíticas, que consistem de doiselétrodos em um sal fundido ou em uma solução, com umafonte de corrente elétrica agindo como uma bomba deelétrons puxando-os no ânodo e empurrando-os no cátodo.
  12. 12. ELETROQUÍMICA
  13. 13. CORROSÃO• Como escolher o material?• Material ideal  menor custo; aplicação adequada – Se metal  Menor suscetibilidade à corrosãoPrincipais observações:Buscar meios para Evitar condições de corrosão severaUtilizar técnicas adequadas de proteção dos materiais contra a corrosão
  14. 14. CORROSÃODEFINIÇÃO – Deterioração de um material pela reação com o meio, seja o material metálico ou não. – Reação de um material metálico com seu meio, o metal sendo convertido a um não-metal. – Ataque da superfície metálica quando metais são expostos a meios reativos.
  15. 15. CORROSÃODEFINIÇÃO ABRANGENTETransformação dos materiais metálicos pelaação química ou eletroquímica do meio, aqual pode estar, ou não associada uma açãofísica.
  16. 16. CORROSÃO POR QUE ACONTECE A CORROSÃO?• Minério  metal (metalurgia) – consumo de energia – termodinamicamente desfavorável• Metal  minério (corrosão) – liberação de energia – termodinamicamente favorável
  17. 17. CORROSÃOMecanismos causadores de falhas em plantas industriais
  18. 18. CORROSÃO MECANISMOS DA CORROSÃO• Variáveis – Material metálico – composição química, presença de impurezas, processos de obtenção, tratamentos térmicos e mecânicos, estado da superfície, forma, união de materiais, contato com outros metais – Meio corrosivo – composição química, concentração, impurezas, pH, teor de oxigênio, pressão, sólidos suspensos – Condições operacionais – solicitações mecânicas, movimento relativo entre material metálico e meio, condições de imersão no meio (total ou parcial), meios de proteção contra corrosão, operação contínua ou intermitente
  19. 19. CORROSÃO PRINCIPAIS MEIOS CORROSIVOS Atmosfera (poeira, poluição, umidade, gases:CO, CO2, SO2, H2S, NO2,...) Água (bactérias dispersas: corrosão microbiológica; chuva ácida, etc.) Solo (acidez, porosidade) Produtos químicos  Um determinado meio pode ser extremamente agressivo,sob o ponto de vista da corrosão, para um determinado material einofensivo para outro.
  20. 20. CORROSÃO PRINCIPAIS MEIOS DE PROTEÇÃO CONTRA A CORROSÃO• PINTURAS OU VERNIZES• RECOBRIMENTO DO METAL COM OUTRO METAL MAIS RESISTENTE À CORROSÃO• GALVANIZAÇÃO: Recobrimento com um metal mais eletropositivo (menos resistente à corrosão)• PROTEÇÃO ELETROLÍTICA OU PROTEÇÃO CATÓDICA
  21. 21. CORROSÃOPINTURAS OU VERNIZES• Objetivo – Separar o metal do meio Exemplos: Primer em aço (Zarcão)
  22. 22. CORROSÃORECOBRIMENTO DO METAL COM OUTRO METAL MAIS RESISTENTE À CORROSÃO• Separa o metal do meio.• Exemplo: Cromagem, Niquelagem,revestimento de arames com Cobre, etc.
  23. 23. Obrigado!

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