Atividade PC Augusto MD3

Prévia do material em texto

ATIVIDADE: “PRATIQUE E COMPARTILHE” - UNIDADE 03 
DISCIPLINA: QUÍMICA GERAL E CIÊNCIAS DOS MATERIAIS 
DISCENTE: AUGUSTO CESAR BARUCH PITANGA JUNIOR 
CURSO: ENGENHARIA DA COMPUTAÇÃO 
 
REAÇÕES QUIMICAS 
 
A degradação dos materiais é o resultado da sua interação com o 
ambiente. Esta interação degrada, em maior ou menor intensidade, as 
propriedades do material utilizado inclusive sua aparência. Os 
mecanismos de degradação são diferentes para os diferentes tipos de 
materiais. Nos metais ocorre a corrosão eletroquímica, nos materiais 
cerâmicos, o mecanismo presente é a dissolução química, e nos polímeros 
ocorre a degradação físico-química do material. 
 
Vamos Praticar 
Pesquise algum estudo em que foi identificado um mecanismo de 
corrosão, bem como uma alternativa para minimizar este fenômeno. Com 
base neste estudo, responda às seguintes questões: 
Questão do estudo de caso 
1. Apresente o processo de corrosão que foi avaliado na forma de um 
infográfico, trazendo as informações mais relevantes do estudo. 
2. Foi identificada alguma forma de minimizar o processo de corrosão? 
Descreva qual foi o método desenvolvido para evitar/minimizar a 
corrosão. 
3. Descreva suas principais conclusões sobre o estudo realizado. 
 Ao final, deverá disponibilizar seu trabalho no fórum da seção. 
 
Referências 
CALLISTER, William, D.; RETHWISCH, David, G. Ciência e engenharia 
de materiais: uma introdução. 9. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2018. 
 
 
RESPOSTAS 
 
 Por várias décadas, as indústrias de um modo geral, vêm confrontando-se com a 
necessidade de intensificação de suas atividades produtivas, que só pode ser atingida 
caso esteja aliada à eficiência e economia de seus equipamentos. Neste contexto, uma 
das mais importantes tarefas científicas e tecnológicas da indústria seria a proteção de 
materiais metálicos frente aos processos corrosivos. Esta proteção pode ser alcançada 
por diferentes métodos, dentre os mais comuns seria a utilização de inibidores de 
corrosão. Inibidores de corrosão são compostos químicos e/ou formulações destes 
compostos que, quando presentes em pequenas quantidades em um meio agressivo, 
inibem a corrosão devido a mudanças provocadas na superfície metálica. O processo de 
inibição pode estar associado tanto à adsorção do inibidor como à formação de filmes 
dificilmente solúveis. Em qualquer um destes casos, a ação inibitiva está relacionada à 
redução de cinética de reações heterogêneas, responsáveis pela corrosão do metal. Se 
levarmos em consideração que a corrosão é causada por uma interação eletroquímica 
de um metal com o meio que o contém, a redução desta interação através da aplicação 
de inibidores de corrosão, representa um método fundamental no combate à corrosão. 
Nos dias atuais, grande atenção vem sendo dada ao uso de compostos orgânicos que 
vêm substituir substâncias inorgânicas de natureza oxidante, na inibição da corrosão de 
metais. Isto tem sido verificado no tratamento de águas de refrigeração industrial, como 
por exemplo, a aplicação de inibidores fosfônicos. Estes inibidores são bastante estáveis 
termicamente e de baixa toxicidade, sendo capazes de prevenir a formação de 
incrustações, associado ao bom desempenho de inibição da corrosão. 
 A inibição da corrosão do aço-carbono e do cobre em soluções aeradas neutras ou 
ligeiramente alcalinas é um dos objetivos primordiais a ser alcançado por um 
tratamento químico aplicado em sistemas de refrigeração. Dentre os inibidores 
fosfônicos mais utilizados nestes sistemas atualmente, encontra-se o ácido 1,1-
hidroxietilideno difosfônico (HEDP). O HEDP atua como inibidor anódico de média 
eficiência para o aço-carbono em soluções neutras. Seu efeito inibitivo pode aumentar 
sinergisticamente quando se adiciona ao meio cátions de sais bivalentes, tais como Zn+2 
e Ca+2. Tal sinergismo pode ser relacionado tanto à interação entre os compostos do 
inibidor ou entre o inibidor e um ou mais íons presentes no meio. No caso do HEDP, o 
efeito sinérgico pode ser atribuído a sua grande afinidade de formação de complexos 
com estes cátions bivalentes, resultando em camadas protetoras tridimensionais, 
fracamente solúveis, sobre a superfície metálica. Através de ensaios eletroquímicos 
convencionais, além de um estudo computacional que envolva a modelagem molecular 
deste ácido isoladamente assim como em complexo com Zn+2 e moléculas de água, 
pretende-se avaliar o mecanismo clássico de inibição da corrosão do aço carbono, 
previamente citado na literatura. O entendimento deste modelo, por sua vez, torna-se 
importante, pois possibilita a otimização da aplicação deste inibidor na prática 
industrial, promovendo uma economia substancial relacionada à manutenção dos 
sistemas de refrigeração nas indústrias. Inicialmente o modelo proposto por Kuznetsnov 
deverá ser testado através da caracterização e modelagem de cada estrutura química, 
sempre respeitando as limitações do método e do programa computacional utilizados. 
Em uma segunda etapa seria feita a análise dos dados gerados pelo programa e, por fim, 
a comparação destes dados com resultados experimentais provenientes de ensaios 
potencial x tempo, ensaios de polarização, impedância eletroquímica e perda de massa, 
como também análises de superfície através da técnica de XPS (X-Ray Photoelectron 
Spectroscopy). 
 
1. Apresente o processo de corrosão que foi avaliado na forma de um 
infográfico, trazendo as informações mais relevantes do estudo. 
Resposta 
 
A formação da ferrugem é um dos espetáculos desagradáveis que o homem 
presencia no dia a dia e, apesar dele não entender bem como acontece, sabe que isso 
conduzirá inevitavelmente à reparação ou troca do material metálico. Este fenômeno 
ocorre no ferro e em muitas ligas ferrosas como os aços-carbono quando expostos à 
atmosfera ou submersos em águas naturais. Como estes aços são os materiais mais 
utilizados na forma de chapas, placas, barras e tubos, pelas indústrias metalomecânicas 
e da construção civil, resultam os exemplos mais claros do que se chama "corrosão". 
A corrosão pode ser definida basicamente como a deterioração de um metal ou 
liga, a partir de sua superfície, pelo meio no qual está inserido. O processo envolve 
reações de oxidação e de redução (redox) que convertem o metal ou componente 
metálico em óxido, hidróxido ou sal. Para entender melhor este processo é necessário 
iniciar o estudo conhecendo o material e o meio. Os aços-carbono comuns contêm mais 
de 97% de Fe, até 2% de C e outros elementos remanescentes do processo de 
fabricação.1 O ar constitui o meio no qual os materiais estão mais frequentemente 
expostos e a oxidação do Fe(s) ocorre porque este elemento é termodinamicamente 
instável na presença de O2(g) (ΔGf0 FeO(s) = -251,5 kJ/mol, ΔGf0 Fe3O4(s) = -1014 
kJ/mol e ΔGf0 Fe2O3(s) = -741,9 kJ/mol).2 Na atmosfera, a ação conjunta do O2(g) e 
H2O(g) torna o meio mais agressivo que reage com os aços-carbono formando uma 
camada porosa de produtos de corrosão conhecida como ferrugem. Esta é constituída 
principalmente por uma mistura de diferentes fases de FeOOH (amorfa, goetita, 
lepidocrocita, etc.), porém sua composição pode mudar de acordo com as condições 
climáticas e o teor de poluentes (SO2, NO2, etc.).3 A reação de formação destes oxi-
hidróxidos, assim como os hidróxidos e sais básicos, requer a presença de água (equação 
1) e é neste sentido que a umidade relativa do ar cumpre uma função importante na 
formação e crescimento da camada de ferrugem. 
2. Foi identificada alguma forma de minimizar o processo de corrosão? 
Descreva qual foi o método desenvolvido para evitar/minimizar a 
corrosão. 
Resposta 
Atualmente, as inovações nesta área estão associadas ao desenvolvimento de novos 
materiais, tais como o desenvolvimento de novas ligas que sejam mais resistência a 
corrosão e de baixo custo, desenvolvimentos de tintas impermeáveis e inteligentes e 
desenvolvimentode inibidores de corrosão. 
Pode ser visto que, dependendo da aplicação, a utilização de inibidores é um dos 
melhores métodos de proteção contra a corrosão em metais. No entanto, há uma 
preocupação crescente sobre a toxicidade desses inibidores. O efeito tóxico, não afeta 
somente os organismos vivos, mas também contamina o ambiente que, 
consequentemente, pode gerar problemas irreversíveis a o ecossistema afetado. 
Com isso, nota-se a necessidade do uso de inibidores de corrosão naturais, que não 
agridam o meio ambiente. Inibidores desta classe são obtidos, principalmente, a partir 
de produtos naturais, tais como extratos de plantas. Recentemente, vários estudos têm 
sido realizados sobre a inibição da corrosão de metais a partir de produtos obtidos de 
extrato de planta. Como exemplo, pode ser citado o trabalho realizado pelos autores 
QURAISHI, M.A., et al que traz resultados positivos da ação inibidora do extrato da casca 
de Murraya koenigii. 
http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0100-40422015000200293#B01
http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0100-40422015000200293#B02
http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0100-40422015000200293#B03
http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0100-40422015000200293#e01
http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0100-40422015000200293#e01
A Mangiferina (2-C-b-D-glicopiranosil-1,3,6,7-tetrahidroxi-xantona) é um composto 
polifenólico amplamente encontrado em pteridófitas e angiospemas, principalmente 
nas famílias Gentianaceae e Iridaceae, presentes predominantemente nas folhas e na 
casca do caule. Em mangueira, mangiferina é um dos constituintes fenólicos 
majoritarios, podendo ser detectada nas folhas, casca do caule, fruto e raízes. 
A Mangiferina apresenta um grande potencial antioxidante, pois apresenta uma 
capacidade elevada de absorção de radicais oxigênio, devido ao fato de apresentar 
zonas de radicais hidroxila. Relatos apresentados na literatura mostram que a 
capacidade antioxidante da mangiferina é mais potente que a do ácido ascórbico e da 
vitamina E. A figura 01 está apresentada a sua estrutura química. 
 
3. Descreva suas principais conclusões sobre o estudo realizado. 
Resposta 
Pode-se concluir que o composto Mangiferina apresenta boas propriedades inibidoras 
de corrosão dentro do sistema proposto quando comparadas a ausência total deste 
composto. Os estudos realizados indicam que a Mangiferina apresenta mecanismo 
de inibição com ação mista. Deve-se levar em consideração o fator atmosférico que 
o aço-carbono e metais derivados são colocados.