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PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 18 (2º dia · Grupo 1) da 2ª etapa da UFG 2006

2º dia · Química: Corrosão e proteção de metais

Tirinha com Hagar, o Horrível. Sob chuva, dois cavaleiros em armaduras de metal conversam: "ADORO ESTE BARULHINHO DE CHUVA CAINDO SOBRE O METAL!" e "É, TEM UM EFEITO RELAXANTE!". Mais atrás, Hagar e outro viking comentam: "UMA COISA A GENTE TEM DE ADMITIR..." e "OS INGLESES APRENDERAM A CONVIVER COM O TEMPO DO PAÍS DELES!".

BROWNE, Dick. Hagar, o Horrível. O Popular, 30 jun. 2005, p. 6. Magazine.

Observando a tira acima, responda:

a) Após inúmeras chuvas, os cavaleiros ingleses terão dificuldade para abrir seus elmos de ferro. Utilizando equações químicas, explique por quê. (2,5 pontos)

b) Suponha a seguinte situação: o elmo de um dos cavaleiros, o suserano, é adornado com rebites de ouro, enquanto o do outro, seu vassalo, com rebites de zinco. Curiosamente, após inúmeras chuvas, um dos elmos emperra mais que o outro. Explique o porquê.

Potencial Padrão de Eletrodo

\ce{Zn^{2+} + 2e- <=> Zn} \quad \text{E} = -0{,}76\text{ V}

\ce{Fe^{2+} + 2 e- <=> Fe} \quad \text{E} = -0{,}44\text{ V}

\ce{Au^{3+} + 3e- <=> Au} \quad \text{E} = +1{,}50\text{ V}

(2,5 pontos)

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Resolução comentada

Resolução comentada

a) A chuva fornece água, e o ar dissolvido nela fornece \ce{O2}. Com os dois, o ferro do elmo sofre corrosão (oxidação), formando ferrugem, que se acumula nas juntas e dobradiças e as emperra.

Oxidação do ferro (ânodo):

\ce{2 Fe -> 2 Fe^{2+} + 4 e-}

Redução do oxigênio (cátodo):

\ce{O2 + 2 H2O + 4 e- -> 4 OH-}

Reação global:

\ce{2 Fe + O2 + 2 H2O -> 2 Fe(OH)2}

O hidróxido de ferro(II) é oxidado pelo oxigênio e vira ferrugem, óxido de ferro(III) hidratado:

\ce{4 Fe(OH)2 + O2 -> 2 Fe2O3.2 H2O + 2 H2O}

A ferrugem é porosa, ocupa volume maior que o ferro e não protege o metal, então a corrosão continua. Por isso os elmos emperram.

Resposta: a chuva (água + \ce{O2}) oxida o ferro a \ce{Fe^{2+}} e depois a ferrugem (\ce{Fe2O3.nH2O}), que emperra as juntas dos elmos.

b) Rebite de metal diferente em contato com o ferro, com a água da chuva como eletrólito, forma uma pilha. O metal de menor potencial de redução é o que se oxida.

  • Ouro: E_{\ce{Au^{3+}/Au}} = +1{,}50\ \text{V} é maior que E_{\ce{Fe^{2+}/Fe}} = -0{,}44\ \text{V}. O ferro age como ânodo e se oxida, e o ouro, cátodo, fica protegido. A presença do ouro acelera a corrosão do ferro, e o elmo do suserano enferruja mais.
  • Zinco: E_{\ce{Zn^{2+}/Zn}} = -0{,}76\ \text{V} é menor que o do ferro. O zinco age como ânodo de sacrifício, \ce{Zn -> Zn^{2+} + 2 e-}, e o ferro vira cátodo, protegido contra a oxidação. Esse elmo enferruja menos.

Resposta: emperra mais o elmo do suserano (rebites de ouro), pois o ouro, de maior potencial de redução, faz o ferro se oxidar mais rápido. No elmo do vassalo, o zinco se oxida no lugar do ferro e o protege.

Assuntos: Corrosão e proteção de metais, Pilhas e potencial de redução.

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Ver como caiu na prova Questão 18 no caderno Grupo 1 da 2ª etapa da UFG 2006

Fonte: UFG 2ª etapa 2006 · 2º dia · Grupo 1. Prova oficial ↗

Nos cadernos: Grupo 1, questão 18Grupo 2, questão 11