a) O que é a corrosão?
(b) Descreva o processo da corrosão do ferro em contato com água e na presença de oxigênio, apresentando as reações eletroquímicas envolvidas.
(c) Descreva os meios para proteger o ferro da corrosão.

Passo 1

O enunciado pede para a gente conversar sobre corrosão, que é um fenômeno eletroquímico, e em particular detalhar o que acontece quando ferro fica em contato com água e oxigênio, mostrando as reações envolvidas, e depois listar as formas de proteger o ferro desse ataque.

Passo 2

Vamos começar pelo conceito: corrosão é a reação espontânea entre um metal e o ambiente ao seu redor, que faz o metal perder elétrons e se transformar em produtos mais estáveis (óxidos, hidróxidos etc.). Em termos de eletroquímica, cada ponto de corrosão funciona como uma microcélula onde o metal é o ânodo (perde elétrons) e outra região atua como cátodo (ganha elétrons).

Passo 3

No caso do ferro em presença de água e oxigênio, a gente identifica duas semirreações principais. Primeiro, no ânodo, o ferro se oxida:
\mathrm{Fe} \to \mathrm{Fe}^{2+} + 2\,e^{-}
Esses elétrons liberados migram pelo metal até uma região onde ocorra a redução do oxigênio, no catodo. Em meio aquoso neutro ou ligeiramente alcalino, a semirreação de redução é
\mathrm{O}_{2} + 4\,e^{-} + 2\,\mathrm{H}_{2}\mathrm{O} \to 4\,\mathrm{OH}^{-}
Os íons \mathrm{Fe}^{2+} formados combinam-se com \mathrm{OH}^{-} para dar hidróxido de ferro(II):
\mathrm{Fe}^{2+} + 2\,\mathrm{OH}^{-} \to \mathrm{Fe(OH)}_{2}
E, à medida que mais oxigênio e água reagem, o \mathrm{Fe(OH)}_{2} é oxidado a hidróxido de ferro(III), que desidrata formando, de modo geral, a “ferrugem” \mathrm{Fe_{2}O_{3}\cdot nH_{2}O}:
4\,\mathrm{Fe(OH)}_{2} + \mathrm{O}_{2} + 2\,\mathrm{H}_{2}\mathrm{O} \to 4\,\mathrm{Fe(OH)}_{3}

Passo 4

Para proteger o ferro da corrosão a gente pode usar várias estratégias complementares. Entre elas estão:
\bullet Revestimentos orgânicos (tintas, vernizes) ou inorgânicos (fosfatização) que isolam o metal do oxigênio e da água;
\bullet Proteção catódica, aplicando uma corrente externa (proteção galvânica) ou acoplando um metal mais ativo (ânodo de sacrifício, como o zinco);
\bullet Inibidores de corrosão adicionados ao meio (substâncias que adsorvem na superfície e inibem as reações eletroquímicas);
\bullet Escolha de ligas mais resistentes (aços inoxidáveis, que contêm cromo formando uma película passiva de óxido).

Resposta

a) Corrosão é a reação espontânea de um metal com o ambiente, levando à sua oxidação eletroquímica e formação de óxidos ou hidróxidos.
b) No ferro em contato com água e oxigênio, formam-se microcélulas onde ocorre no ânodo
\mathrm{Fe}\to \mathrm{Fe}^{2+}+2\,e^{-}
e no cátodo
\mathrm{O}_{2}+4\,e^{-}+2\,\mathrm{H}_{2}\mathrm{O}\to4\,\mathrm{OH}^{-},
seguido de
\mathrm{Fe}^{2+}+2\,\mathrm{OH}^{-}\to\mathrm{Fe(OH)}_{2}
e oxidação a \mathrm{Fe(OH)}_{3} (ferrugem).
c) Para proteger usam-se revestimentos orgânicos ou inorgânicos, proteção catódica (corrente ou ânodo de sacrifício), inibidores químicos e ligas passivas como o aço inoxidável.

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