Chapas de aço galvanizado são usadas em telhas, carrocerias e estruturas metálicas. Nesse processo, o aço…

Questão

Chapas de aço galvanizado são usadas em telhas, carrocerias e estruturas metálicas. Nesse processo, o aço recebe uma camada de zinco. Mesmo que essa camada sofra um risco, o revestimento pode continuar protegendo o ferro por certo tempo. Para a análise, considere os potenciais padrão de redução: Zn2+(aq) + 2e- -> Zn(s), Eo = -0,76 V; Fe2+(aq) + 2e- -> Fe(s), Eo = -0,44 V; Cu2+(aq) + 2e- -> Cu(s), Eo = +0,34 V. Em uma superfície metálica úmida e em contato com o ar, o oxigênio dissolvido pode ser reduzido, por exemplo, segundo: O2(g) + 2H2O(l) + 4e- -> 4OH-(aq). Explique por que o zinco protege o aço mesmo quando o revestimento é parcialmente riscado e por que um revestimento de cobre não produziria a mesma proteção. Em sua resposta, indique qual metal sofre oxidação, escreva as semirreações anódica e catódica envolvidas na proteção pelo zinco e represente a reação global correspondente.

✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.

Resposta esperada

O zinco protege o aço porque apresenta menor potencial padrão de redução que o ferro e, portanto, oxida-se mais facilmente. Assim, quando o revestimento é riscado, o zinco funciona como ânodo de sacrifício: Zn(s) -> Zn2+(aq) + 2e-. Os elétrons liberados chegam à superfície do aço, que permanece como cátodo, onde ocorre a redução do oxigênio: O2(g) + 2H2O(l) + 4e- -> 4OH-(aq). A reação global pode ser escrita como 2Zn(s) + O2(g) + 2H2O(l) -> 2Zn2+(aq) + 4OH-(aq). O cobre não protegeria o ferro dessa forma, pois tem maior potencial de redução e é mais nobre que o ferro; se o revestimento de cobre fosse rompido, o ferro tenderia a se oxidar, funcionando como ânodo, enquanto o cobre atuaria como cátodo, o que favoreceria a corrosão do aço na região exposta.

Explicação

O menor potencial de redução do zinco indica maior tendência à oxidação. Por isso, ele fornece elétrons ao sistema e mantém o ferro na condição catódica. Como o cobre é mais nobre que o ferro, uma falha em seu revestimento pode formar um par galvânico que acelera a oxidação do ferro.

Raio-X da questão

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