(Fuvest) Ferro zincado é ferro que contém pequena quantidade de zinco metálico. A partir dos potenciais padrão de redução, listados a seguir, explique os seguintes fatos observados no cotidiano:
a) Rebites de ferro em esquadrias de alumínio causam a corrosão do alumínio.
b) Pregos de ferro zincado são resistentes à ferrugem.
Reducão E^circ [volt]
Fe^2++2 e^circ=Fe -0.440
Zn^2++2 e^circ=Zn 0.763
Al l^3++3 e^circ=Al -1.663

Passo 1

Beleza, olha o que o exercício pede: é um problema sobre corrosão galvânica usando potenciais-padrão de redução. A ideia é explicar dois fatos do dia a dia:
a) Por que rebites de ferro grudados em esquadrias de alumínio “comem” o alumínio?
b) Por que pregos de ferro zincado (com uma camada de zinco) não enferrujam tão fácil?
Conteúdo envolvido: eletroquímica (potenciais padrão de redução, ânodo, cátodo, célula galvânica).
O que vamos precisar: a tabela de potenciais-padrão
Fe^2+ + 2,e^- &longrightarrow Fe E^circ = -0,440 V Zn^2+ + 2,e^- &longrightarrow Zn E^circ = -0,763 V Al^3+ + 3,e^- &longrightarrow Al E^circ = -1,663 V
e o conceito: quem tem potencial-padrão mais negativo é quem “gosta” de ser oxidado (isto é, vira ânodo na galvanização).

Passo 2

Primeiro, vamos ordenar os metais pelo potencial de redução de forma crescente (mais negativo = maior tendência a oxidar):
Al(-1,663 V);<;Zn(-0,763 V);<;Fe(-0,440 V)
Regra básica:
  • O metal que fica de ânodo na célula galvânica tem o potencial de redução mais negativo e se oxida (corroe).
  • O cátodo é quem tem o potencial mais positivo e lá ocorre redução.

Passo 3

a) Rebites de ferro em esquadrias de alumínio
  • Temos o par Al/Al³⁺ com Allongrightarrow Al^3+ + 3e^- V e Fe/Fe²⁺ com V.
  • Como é mais negativo, o alumínio vira ânodo e se oxida:
  • O ferro (rebite) fica de cátodo, onde ocorre a redução de .
  • Conclusão: o alumínio “se sacrifica” e enferruja (na verdade, corrói) ao redor do rebite de ferro.

Passo 4

b) Pregos de ferro zincado
  • Agora o par é Zn/Zn²⁺ com Znlongrightarrow Zn^2+ + 2e^- V e Fe/Fe²⁺ com V.
  • é mais negativo, então o zinco é o ânodo e se oxida antes do ferro:
  • O ferro fica de cátodo e não se corrói.
  • É o famoso princípio do “ânodo de sacrifício”: o zinco corrói, o ferro fica protegido.

Resposta

a) O alumínio, por ter mais negativo que o ferro, vira ânodo e corrói quando em contato com o rebite de ferro (cátodo).
b) No zinco x ferro, o zinco tem potencial mais negativo, funciona como ânodo e se sacrifica, protegendo o ferro (cátodo) da ferrugem.

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