Tubulações com presença de ferro em sua composição terão vida útil maior em meio ácido ou meio alcalino? Por quê?

Passo 1

O enunciado pergunta se tubulações de ferro terão vida útil maior em meio ácido (pH < 7) ou alcalino (pH > 7), e pede uma justificativa baseada no comportamento do ferro sob diferentes pH. O conteúdo envolve corrosão de metais e formação de películas passivantes.

Passo 2

A corrosão do ferro começa com a oxidação do metal, ou seja, perda de elétrons segundo a reação
\mathrm{Fe} \;\longrightarrow\; \mathrm{Fe}^{2+} \;+\; 2e^-.
Esses elétrons podem reduzir espécies presentes na água, por exemplo \mathrm{H}^+ em meio ácido.

Passo 3

Em meio ácido, a concentração de \mathrm{H}^+ é alta. Os íons \mathrm{H}^+ aceitam elétrons e formam gás hidrogênio, acelerando a corrosão:
2\,\mathrm{H}^+ + 2e^- \;\longrightarrow\; \mathrm{H}_2\uparrow.
Como não há camadas protetoras estáveis, o ferro se dissolverá rapidamente.

Passo 4

Em meio alcalino, a concentração de \mathrm{OH}^- é maior, e os íons \mathrm{Fe}^{2+} formados reagem com hidróxido:
\mathrm{Fe}^{2+} + 2\,\mathrm{OH}^- \;\longrightarrow\; \mathrm{Fe(OH)_2}
e, em presença de oxigênio, pode evoluir para \mathrm{Fe(OH)_3} ou óxidos \mathrm{Fe_2O_3}, \mathrm{Fe_3O_4}. Essas substâncias são insolúveis e aderem à superfície, criando uma camada passivante que inibe nova corrosão.

Passo 5

Comparando as duas condições, em meio ácido não há formação de película protetora e a taxa de corrosão é elevada, enquanto em meio alcalino o ferro se cobre com hidróxidos/óxidos insolúveis que retardam a corrosão.

Resposta

Tubulações de ferro terão vida útil maior em meio alcalino devido à formação de uma camada passivante de hidróxidos/óxidos que protege o metal contra corrosão.

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