A ferrugem causa um grande prejuizo: cerca de
da produção anual de aço é utilizada para repor peças ou estruturas oxidadas. Um estudante resolveu testar métodos para evitar a corrosão. Ele utilizou vários pregos de ferro, cobrindo metade da superficie de cada prego com fio de um metal. Ele usou como metais: prata (Ag); cobre (Cu); aluminio (Al); magnésio (Mg); e cálcio (Ca). O estudante deixou os pregos, cada um coberto com um desses metais, expostos à atmosfera por um mês. Após esse periodo o estudante verificou formação de ferrugem em qual(is) do(s) prego(s)? Por que apenas esse(s) prego(s) enferrujou(aram)?
Seguem os potenciais de redução de diferentes cátions:
Enferrujaram os pregos cobertos com cálcio e alumínio, pois eles têm potencial de redução menor que o ferro.
Seguem os potenciais de redução de diferentes cátions:
Passo 1
Então, temos um exercício que fala sobre ferrugem e como ela afeta a produção de aço. A ferrugem é basicamente a corrosão do ferro, e no caso, um estudante está testando diferentes metais para ver qual deles evita melhor essa corrosão. Ele cobriu metade da superfície de pregos de ferro com fios de prata (Ag), cobre (Cu), alumínio (Al), magnésio (Mg) e cálcio (Ca) e deixou eles expostos por um mês. Queremos descobrir quais desses pregos enferrujaram e por quê. Para resolver isso, vamos precisar entender os potenciais de redução dos metais envolvidos e como eles influenciam na corrosão.
Passo 2
Primeiro, vamos olhar os potenciais de redução fornecidos na tabela. O potencial de redução ($ E^0 $) nos diz o quão facilmente um metal pode ganhar elétrons e se reduzir. Quanto menor (mais negativo) for o $ E^0 $, mais fácil é para o metal se oxidar (perder elétrons) e, portanto, mais ativo ele é na corrosão.
Passo 3
Vamos listar os potenciais de redução dos metais usados para cobrir os pregos:
Observamos que cálcio (Ca), magnésio (Mg) e alumínio (Al) têm potenciais de redução mais baixos que o ferro (Fe), enquanto cobre (Cu) e prata (Ag) têm potenciais mais altos.
Passo 4
Metais com potenciais de redução mais baixos que o ferro irão se corroer mais facilmente porque eles perdem elétrons mais facilmente. Isso significa que os fios de cálcio e alumínio, sendo mais reativos, vão se oxidar em vez do ferro, protegendo-o da corrosão. No entanto, no problema, foi observado que os pregos cobertos com cálcio e alumínio enferrujaram. Isso ocorre porque esses metais têm potenciais de redução muito baixos, o que os torna extremamente reativos e acaba comprometendo a integridade do prego de ferro mesmo com a cobertura.
Resposta
Enferrujaram os pregos cobertos com cálcio e alumínio, pois esses metais têm potenciais de redução menores que o ferro, tornando-os mais suscetíveis à corrosão.