Explique a formação da ferrugem com base nos processos anódicos, catódicos e de transferência de elétrons que ocorrem na corrosão do ferro.

Passo 1

O enunciado pede para explicar, do ponto de vista eletroquímico, como se forma a ferrugem no ferro, identificando as reações anódicas, catódicas e o papel da transferência de elétrons. O conteúdo principal é corrosão eletroquímica de metais, que envolve oxidação (anódica), redução (catódica) e o transporte de elétrons através do metal.

Passo 2

No ferro exposto a água e oxigênio formam-se pequenas regiões com potencial diferente, criando microcélulas eletroquímicas. Na região anódica ocorre a oxidação do ferro sólido para íons ferroso. A reação anódica é:
\text{Fe(s)} \;\longrightarrow\;\text{Fe}^{2+}\;+\;2\,\text{e}^-
Aqui o ferro perde elétrons e gera \text{Fe}^{2+} solúvel.

Passo 3

Os elétrons liberados na anódica fluem pelo metal até as regiões catódicas, onde são consumidos pela redução do oxigênio dissolvido na água. A reação catódica mais comum em meio neutro ou levemente alcalino é:
\text{O}_2(\text{aq}) \;+\;2\,\text{H}_2\text{O(l)}\;+\;4\,\text{e}^-\;\longrightarrow\;4\,\text{OH}^-
Assim formam-se íons hidróxido que permanecem em solução ou imediatamente reagem com os íons ferroso gerados.

Passo 4

Os íons \text{Fe}^{2+} e \text{OH}^- combinam-se, precipitando hidróxido de ferro(II):
\text{Fe}^{2+} + 2\,\text{OH}^- \;\longrightarrow\; \text{Fe(OH)}_2\,(s)
Em presença de oxigênio esse hidróxido é oxidado a hidróxido de ferro(III):
4\,\text{Fe(OH)}_2 + \text{O}_2 + 2\,\text{H}_2\text{O} \;\longrightarrow\; 4\,\text{Fe(OH)}_3
E schließlich desidrata formando óxidos hidratados de ferro (ferrugem), geralmente representados como \text{Fe}_2\text{O}_3\cdot n\,\text{H}_2\text{O}.

Resposta

A ferrugem resulta de um processo eletroquímico em que o ferro se oxida (anódica) liberando elétrons que se deslocam até pontos catódicos, onde reduzem o oxigênio dissolvido, formando \text{OH}^-. Os íons ferroso \text{Fe}^{2+} reagem com \text{OH}^- para formar hidróxidos de ferro, que por oxidação e desidratação viram os óxidos hidratados conhecidos como ferrugem.

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