A corrosão do ferro
Nos portões de ferro do cais de Peniche, a tinta velha cai e aparece uma crosta alaranjada. Em Bragança, um portão igual, no interior e longe do mar, demora muito mais a estragar-se. Porque é que o ferro enferruja, do que precisa para isso e porque é que o mar acelera o processo?
O que é a corrosão
A corrosão é a deterioração de um metal por reação com substâncias do ambiente. No caso do ferro, o produto final é a ferrugem, um sólido avermelhado, frágil e poroso, formado por óxidos de ferro hidratados.
Esta transformação é uma reação de oxidação-redução. O ferro perde eletrões e o oxigénio do ar ganha-os:
$$\mathrm{Fe(s) \longrightarrow Fe^{2+}(aq) + 2\,e^-}$$ $$\mathrm{O_2(g) + 2\,H_2O(l) + 4\,e^- \longrightarrow 4\,OH^-(aq)}$$Os iões $\mathrm{Fe^{2+}}$ e $\mathrm{OH^-}$ formam-se em zonas próximas da superfície e combinam-se, dando hidróxido de ferro(II). Este continua a reagir com o oxigénio e transforma-se em óxido de ferro(III) hidratado, a ferrugem.
A ferrugem que aparece nos portões de ferro, nos cais e nas estruturas metálicas junto ao mar resulta da corrosão do ferro. Para investigar as condições necessárias a…
A ferrugem que aparece nos portões de ferro, nos cais e nas estruturas metálicas junto ao mar resulta da corrosão do ferro. Para investigar as condições necessárias a essa corrosão, um grupo de alunos montou três tubos de ensaio com pregos de ferro, como se mostra na figura: no tubo A, um prego em contacto com água da torneira e com ar; no tubo B, um prego totalmente mergulhado em água fervida (para expulsar o ar dissolvido), coberta por uma camada de óleo; no tubo C, um prego num tubo fechado com ar seco, na presença de cloreto de cálcio anidro, que absorve a humidade.
- a) Prevê, justificando, em qual ou em quais dos tubos aparecerá ferrugem ao fim de uma semana.
- b) Conclui quais são os dois agentes necessários para que o ferro se corroa.
- c) Na corrosão, o ferro transforma-se inicialmente em iões $\mathrm{Fe^{2+}}$. Escreve a semirreação correspondente e identifica o agente oxidante.
- d) Nas povoações costeiras, as ferramentas de ferro enferrujam mais depressa do que no interior do país. Explica este facto, sabendo que a maresia deposita sobre os metais uma película de água com sais dissolvidos.
Condições necessárias
Para o ferro enferrujar precisa de oxigénio e de água (líquida ou como humidade) ao mesmo tempo. Se faltar um deles, a corrosão não acontece, ou é muito lenta.
| Ambiente do prego | Oxigénio | Água | Há ferrugem? |
|---|---|---|---|
| Água da torneira, em contacto com o ar | sim | sim | sim |
| Água fervida coberta com óleo | não (foi expulso e o óleo impede a entrada) | sim | não |
| Ar seco (com cloreto de cálcio anidro) | sim | não (é absorvida) | não |
A água fervida perde o ar dissolvido, e a camada de óleo impede que entre mais oxigénio. O cloreto de cálcio anidro absorve a humidade e deixa o ar seco. Em qualquer dos casos falta um dos reagentes.
A ferrugem que aparece nos portões de ferro, nos cais e nas estruturas metálicas junto ao mar resulta da corrosão do ferro. Para investigar as condições necessárias a…
A ferrugem que aparece nos portões de ferro, nos cais e nas estruturas metálicas junto ao mar resulta da corrosão do ferro. Para investigar as condições necessárias a essa corrosão, um grupo de alunos montou três tubos de ensaio com pregos de ferro, como se mostra na figura: no tubo A, um prego em contacto com água da torneira e com ar; no tubo B, um prego totalmente mergulhado em água fervida (para expulsar o ar dissolvido), coberta por uma camada de óleo; no tubo C, um prego num tubo fechado com ar seco, na presença de cloreto de cálcio anidro, que absorve a humidade.
- a) Prevê, justificando, em qual ou em quais dos tubos aparecerá ferrugem ao fim de uma semana.
- b) Conclui quais são os dois agentes necessários para que o ferro se corroa.
- c) Na corrosão, o ferro transforma-se inicialmente em iões $\mathrm{Fe^{2+}}$. Escreve a semirreação correspondente e identifica o agente oxidante.
- d) Nas povoações costeiras, as ferramentas de ferro enferrujam mais depressa do que no interior do país. Explica este facto, sabendo que a maresia deposita sobre os metais uma película de água com sais dissolvidos.
Como proteger o ferro da corrosão
Se a corrosão precisa de oxigénio e de água, protege-se o ferro impedindo que cheguem à sua superfície ou tornando outro metal mais fácil de oxidar. Alguns processos usados em pontes, navios e caminhos de ferro são a pintura e outros revestimentos, a galvanização (camada de zinco) e o ânodo de sacrifício.
Os detalhes estão no apartado seguinte, «Métodos de proteção contra a corrosão» (CORROSAO-PROTEC).
Porque é que o mar acelera a corrosão
A água do mar tem muitos sais dissolvidos, como o cloreto de sódio. Esses sais originam iões e tornam a água um bom eletrólito, isto é, uma solução que conduz bem a corrente elétrica.
Na corrosão, os eletrões saem do ferro numa zona e são recebidos pelo oxigénio noutra zona. Os iões da solução fazem o circuito fechar-se e facilitam a passagem de carga. Quanto mais iões, mais depressa se dá a corrosão.
Por isso, as estruturas metálicas junto ao mar, nos cais e nos navios, enferrujam bem mais depressa do que no interior. Também o sal espalhado nas estradas em dias de gelo acelera a corrosão dos carros.
A ferrugem que aparece nos portões de ferro, nos cais e nas estruturas metálicas junto ao mar resulta da corrosão do ferro. Para investigar as condições necessárias a…
A ferrugem que aparece nos portões de ferro, nos cais e nas estruturas metálicas junto ao mar resulta da corrosão do ferro. Para investigar as condições necessárias a essa corrosão, um grupo de alunos montou três tubos de ensaio com pregos de ferro, como se mostra na figura: no tubo A, um prego em contacto com água da torneira e com ar; no tubo B, um prego totalmente mergulhado em água fervida (para expulsar o ar dissolvido), coberta por uma camada de óleo; no tubo C, um prego num tubo fechado com ar seco, na presença de cloreto de cálcio anidro, que absorve a humidade.
- a) Prevê, justificando, em qual ou em quais dos tubos aparecerá ferrugem ao fim de uma semana.
- b) Conclui quais são os dois agentes necessários para que o ferro se corroa.
- c) Na corrosão, o ferro transforma-se inicialmente em iões $\mathrm{Fe^{2+}}$. Escreve a semirreação correspondente e identifica o agente oxidante.
- d) Nas povoações costeiras, as ferramentas de ferro enferrujam mais depressa do que no interior do país. Explica este facto, sabendo que a maresia deposita sobre os metais uma película de água com sais dissolvidos.
Em resumo
De volta ao início: o portão de Peniche enferruja mais depressa porque tem ar, humidade e sais do mar; o de Bragança, com menos sais, demora mais.