Levando em conta a reação motora da corrosão de metais em meio levemente ácido [4 H^+(aq)+O2(g)+4 e^-=2 H2 O(l)], bem como os seguintes valores de potencial de eletrodo padrão: E^circ(O2 / H2 O)=1,23 V e E^circ(Fe^2+ / Fe)=-0,44 V, preveja se o ferro irá sofrer corrosão em pH=6 e a 25^circ C. Use como critério da ocorrência de corrosão a tendência termodinâmica de formar uma solução 10^-6 mol L^-1 de íons metálicos próximos da superfície metálica. Discuta a previsão encontrada com o que ocorre na realidade.
DADOS: F=96485 C mol^-1 (elétrons); R=8,314 J K^-1 mol^-1 (subst) é

Passo 1

Beleza, vamos lá. O enunciado pede pra gente prever se o ferro vai corroer em pH = 6 e 25 °C. O conteúdo é eletroquímica: a reação catódica da corrosão em meio ácido
4,H^+ + O2 + 4e^- to 2,H2O(E^circ=1,23 V)
e o par do ferro
Fe^2+ + 2e^- to Fe(E^circ=-0,44 V)
O critério é termodinâmico: se a tendência for formar [Fe²⁺] ≈ 10⁻⁶ mol L⁻¹ junto à superfície, a corrosão ocorre. Vamos usar a equação de Nernst, temperatura e pH, passo por passo.

Passo 2

Conteúdo aplicado: equação de Nernst
E = E^circ - RTnFln Q
Para a reação do oxigênio, Q = 1pO2,[H^+]^4 e
EO2 = 1,23 - 0,02574ln!l(10,21,(10^-6)^4r)
(supondo EO2 approx 1,23 - 0,006425times56,8 approx 1,23 - 0,365 = 0,865 V atm, ar ambiente).
Em 25 °C, V, logo

Calculemos o ln:
.
Então

Passo 3

Agora o ferro. Para EFe = E^circFe + RT2Fln[Fe^2+] = -0,44 + 0,02572ln(10^-6) M e EFe = -0,44 + 0,01285times(-13,82) approx -0,44 - 0,178 = -0,618 V:
$$E_{Fe} = E^\circ_{Fe} + \frac{RT}{2F}\ln[Fe^{2+}]
= -0{,}44 + \frac{0{,}0257}{2}\ln(10^{-6}).E_{Fe} = -0{,}44 + 0{,}01285\times(-13{,}82)
\approx -0{,}44 - 0{,}178 = -0{,}618\ \mathrm V.$$

Passo 4

Comparando os dois potenciais:
E ≈ 0,865 V (oxigênio) é muito maior que E ≈ –0,618 V (ferro).
Num circuito aberto, o potencial de corrosão (onde as correntes anódica e catódica se igualam) cairá num valor entre esses dois, mas como o eletrodo de ferro tem potencial muito negativo, ele tende a oxidar (Fe→Fe²⁺) e doar elétrons para a redução do O₂. Isso significa que, termodinamicamente, vai rolar corrosão até atingir [Fe²⁺] ~ 10⁻⁶ M.

Passo 5

No mundo real, embora a termodinâmica diga “corrosão rolando solta”, o ferro forma filmes de óxidos ou hidróxidos (camada passiva) que diminuem muito a velocidade. Em pH 6, costuma aparecer Fe(OH)₂/Fe(OH)₃, que atrapalham o contato contínuo com o meio. Então termodinamicamente dá corrosão, mas cineticamente ela fica bem mais lenta por causa desses sais protetores.

Resposta

Termodinamicamente o ferro pode corroer em pH 6 (pois e isso sustenta [Fe²⁺] ~ 10⁻⁶ M), mas na prática a formação de filmes de hidróxidos “trava” o processo e a corrosão fica bem mais lenta.

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