Identifique as reações catódicas e anódicas do processo corrosivo formado pelas seguintes pilhas de corrosão:
Zinco em meio aquoso;
Zinco em meio aquoso;
Passo 1
O enunciado pede: identificar as reações catódicas e anódicas do processo corrosivo para zinco em meio aquoso. As informações fornecidas são apenas que o material é
e o meio é aquoso. Não foi especificado se a solução contém oxigênio dissolvido, se é ácida ou básica, nem se está aerada ou desaireada — portanto serão apresentadas as reações possíveis nos casos relevantes (condições comuns em provas).
Passo 2
Conceito básico necessário (explicação passo a passo):
- Corrosão eletroquímica é uma célula formada sobre a superfície do metal: em pontos anódicos o metal sofre oxidação (perde elétrons) e em pontos catódicos ocorre redução (ganho de elétrons).
- A reação anódica libera elétrons, que fluem pelo metal até o sítio catódico; no catodo esses elétrons reduzem alguma espécie presente no meio aquoso (por exemplo
, ou água). - Cada meia-reação deve balancear elétrons: os elétrons liberados na anódica são consumidos na catódica. Vou escrever as equações químicas para cada caso e explicar quando cada uma é a dominante.
Passo 3
Reação anódica (quase sempre a mesma para o zinco em água):
- O zinco metálico é oxidado a íon zinco com perda de dois elétrons. A meia-reação é:
Explicação: zinco tem tendência a perder elétrons (potencial padrão
de aproximadamente
), por isso se dissolve como
liberando elétrons que alimentam a redução no catodo.
Passo 4
Catódica — caso mais comum: meio aquoso com oxigênio dissolvido (aeração, pH neutro ou alcalino)
- Em presença de
dissolvido, a redução do oxigênio é a reação catódica preferida. Em meio neutro/alcalino a equação mais relevante é:
- Balanceamento de elétrons com a anódica: duas oxidações de
fornecem quatro elétrons, que reduzem uma molécula de . Somando as meias-reações obtém-se a reação global típica:
Explicação: essa é a situação mais frequente em águas expostas ao ar — a redução de oxigênio controla a velocidade da corrosão em muitas condições.
Passo 5
Catódica — caso ácido (presença significativa de
, solução ácida)
- Em meio ácido, a redução de prótons (evolução de hidrogênio) domina:
- Balanceando com a anódica (uma oxidação de
fornece os dois elétrons), a reação global é:
Explicação: sem oxigênio ou em ambiente ácido, os íons
são o aceitador de elétrons mais fácil, levando à liberação de gás hidrogênio.
Passo 6
Catódica — caso desaireado ou praticamente sem
(água neutra, sem oxigênio dissolvido)
- A água pode ser reduzida, gerando hidrogênio e hidróxido:
- Reação global com a anódica:
Explicação: é semelhante à redução de
, mas os elétrons reduzem moléculas de água em vez de íons próton.
Passo 7
Produtos de corrosão e observações práticas rápidas (úteis na prova)
- Os
formados podem reagir com gerados no catodo, precipitando hidróxido de zinco:
-
pode desidratar e formar . Em alguns casos isso leva a uma camada de produtos que reduz a corrosão (passivação), mas em muitas condições a corrosão prossegue.
Passo 8
Resumo didático-final (como responder rápido na prova)
- Diga sempre a meia-reação anódica do Zn e escolha a catódica conforme o meio (oxigênio presente → redução de
; ambiente ácido → redução de ; desaireado → redução da água). Isso resolve a maioria das questões sobre corrosão de zinco.
Resposta
Anódica:
Catódicas (possíveis, dependendo do meio):