As latas de conservas são fabricadas com lâminas de ferro revestidas com estanho e apresentando, no seu interior, uma película de verniz protetor inerte. Um determinado produto com
foi embalado, a vácuo, em uma dessas latas. No transporte, a lata foi amassada, ocorrendo fratura nos revestimentos de verniz e de estanho, deixando o ferro em contato direto com o produto. Dados os potenciais de redução:
a) Que metal tende a sofrer corrosão? Justifique.
b) Escreva as reações anódica e catódica da pilha de corrosão formada.
b) Escreva as reações anódica e catódica da pilha de corrosão formada.
Passo 1
Vou listar claramente o que o enunciado nos dá e o que ele pergunta.
- Dados fornecidos:
- O produto tem
. - Potenciais padrões de redução (dados):
- O produto tem
- Perguntas:
a) Que metal tende a sofrer corrosão? Justifique.
b) Escreva as reações anódica e catódica da pilha de corrosão formada (ou seja, as semi‑reações e a reação global).
Passo 2
Entendendo o que significa potencial padrão de redução e como ele indica tendência à corrosão (aula rápida e direta).
- O potencial padrão de redução
de um par redox (por exemplo ) representa a tendência desse par a ganhar elétrons (ser reduzido) quando comparado ao eletrodo padrão de hidrogênio. - Regra prática: quanto mais positivo for
(mais alto), maior a tendência do par ser reduzido; quanto mais negativo for , menor a tendência de redução — e, por consequência, maior a tendência desse metal a se oxidar (perder elétrons). - Em uma união galvânica entre dois metais em contato via eletrólito, o metal com menor
(mais negativo) atua como ânodo (oxida-se, corroendo) e o metal com maior atua como cátodo (não se corroi, recebe elétrons).
Passo 3
Compare diretamente os potenciais fornecidos (explicando passo a passo).
- Temos:
- Comparando numericamente:
é mais negativo que . Pelo raciocínio do passo anterior, o par ferro/ferro(II) tem menor tendência a ser reduzido — ou seja, tem maior tendência a ser oxidado.
Passo 4
Conclusão sobre qual metal tende a corroer (interpretação direta).
- Como o potencial de redução do ferro é mais negativo, o ferro é o metal “mais ativo” electroquimicamente e tenderá a perder elétrons — portanto será o ânodo e sofrerá corrosão.
- O estanho, com
menos negativo, é mais nobre (relativamente) e tende a funcionar como cátodo, sendo protegido enquanto houver contato galvânico.
Passo 5
Consideração do meio ácido (
) e qual é a reação catódica provável — ensino prático.
- Em meio ácido abundam
. A reação de redução mais provável no cátodo é a redução de íons hidrogênio para gás hidrogênio: - Alternativa hipotética: se houvesse
em solução e o estanho fosse o agente que aceitasse elétrons, teria-se a semi‑reação como redução. Na prática de corrosão em lata ácida, o processo catódico mais comum é a evolução de sobre a superfície do metal mais nobre (aqui o estanho atua como local de redução), porque há muitos disponíveis.
Passo 6
Escrevendo e balanceando as semi‑reações da corrosão (aula de como montar as meias‑reações).
- A reação anódica (oxidação do ferro) é escrita invertendo a semi‑reação de redução do ferro:
Aqui explico: a semi‑reação de redução dada era ; invertendo‑a obtemos a oxidação (perda de elétrons) que ocorre no ânodo. - A reação catódica (redução dos íons hidrogênio) é:
- Observação de balanceamento: ambas as semi‑reações trocam 2 elétrons, logo podem ser somadas diretamente sem multiplicadores.
Passo 7
Somando as semi‑reações para obter a reação global e verificar espontaneidade com potenciais.
- Soma das duas semi‑reações:
Esta é a reação global de corrosão do ferro em meio ácido: o ferro se dissolve liberando e gás hidrogênio. - Verificação de espontaneidade usando potenciais padrão: tomando o cátodo como redução de
( ) e o ânodo como a oxidação do ferro (equivalente a usar ), o potencial de célula padrão é positivo, indicando processo espontâneo favorável — coerente com corrosão do ferro em ácido.
Passo 8
Interpretação prática e fechamento (um empurrãozinho final para a prova).
- Em linguagem de prova: responda claramente que o ferro é o metal que tende a corroer porque seu potencial padrão de redução é mais negativo que o do estanho; como o meio é ácido, a redução de
a será a reação catódica mais provável, e a oxidação do ferro a é a reação anódica. - Dica para a prova: se der dois metais, sempre compare os
; o mais negativo é o que oxida. Se o meio é ácido, pense em como catodo habitual.
Resposta
a) Ferro (
); tende a corroer porque
é mais negativo que
, logo o ferro atua como ânodo.
b) Anódica:
Catódica:
Reação global:
b) Anódica:
Catódica:
Reação global: