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Curso técnico em Química
Componente curricular: Processos Eletroquímicos Nome do trabalho: Diagramas de Pourbaix Professor: Ronaldo Pedrosa de Carvalho Nome da experiência: Reações de eletrólise Data da entrega: 14/03/2011 Turma: 3ºTQ Nomes: Ariane Pelinzon Milena Pereira Marcelo Cabral Rafaela Ribeiro Renato Fernandes
Barretos/SP 2º Semestre/2010
Diagramas de Pourbaix Inventado pelo químico Marcel Pourbaix (1904- 1998), os diagramas de Pourbaix são como gráficos que levam em conta a variável potencial de eletrodo de um material – geralmente metal – e o pH do meio (potencial hidrogeônico) num ambiente isotérmico, são calculados de acordo com a equação de Nerst. Esse gráfico cria a possibilidade da se prever se o material seria resistente ou não a um estado de corrosão. Abaixo se encontra o Diagrama para o ferro, zinco e alumínio: Figura 1 - diagrama de Pourbaix - ferro em água a 25ºC.
Figura 2 - Diagrama de Pourbaix - zinco em água a 25ºC
Figura 3 - diagrama de Pourbaix – alumínio em água a 25ºC
Como ler um diagrama O diagrama é dividido em:
Cada zona vai ter um composto metálico que será mais estável A zona de corrosão corresponde as zonas do gráfico em que as condições de pH e potencial e de eletrodo são favoráveis a corrosão, e na teoria provocaria destruição do material. Nestas áreas as formas mais estáveis são iônicas (no caso: Zn2+ e ZnO2-2). A zona de passivação corresponde às condições que a material formaria óxidos, ou hidróxidos metálicos, esses estáveis e protetoras (no caso ZnO). A corrosão pode ser praticamente nula. A zona da imunidade corresponde às condições em que as reações seriam impossíveis, ou seja, não ocorreria corrosão, o metal apresenta um comportamento inerte mantendo-se em sua forma metálica (no caso Zn). Metais “imunes” como ouro e platina apresentam áreas bem extensas (Veja fig.4).
Figura 4 - diagrama de Pourbaix - ouro (Au) em água à 25ºC
Como são feitos
Os diagramas são construídos a partir de experiências laboratoriais que calculam a quantidade de cada espécie química em determinado pH, em seguida, calcula-se e potencial de eletrodo pela equação de Nernst: E = E0 – (RT/nF) ln(aest.Red./aest.Oxid.) onde: E: potencial observado; E0: potencial padrão; R: constante dos gases perfeitos (8,314 j K-1 mol-1) T: temperatura, em graus Kelvin (geralmente 298K); F: constante de Faraday (96.000 colombs); N: número de elétrons envolvidos; aest.red.: atividade do estado reduzido da espécie (concentração no “equilíbrio”) aest.oxid.: atividade do estado oxidado da espécie Os resultados obtidos são colocados no gráfico formando o diagrama. Para que serve: O diagrama de Pourbaix permite observar as condições de pH em que ocorre oxidação, as formas de oxidação, e o ambiente de passivação. Com isso, formular táticas de preservação contra corrosão do material em questão.
Referencias bibliográficas: Diagramas de Pourbaix, Química Aplicada. Publicação do ISEL (Instituto Superior de Engenharia de Lisboa). Disponível em: http://pwp.net.ipl.pt/dem.isel/smanutencao/Disciplinas/Quimica/elementos_q_files/Pourbaix.pdf. Acessado em: 13 mar. 2011 às: 19:30. M. Pourbaix - International Society of Electrochemistry. Disponível em: http://www.ise-online.org/geninfo/officers/Pourbaix.html. Acessado em 13 mar. 2011 às: 19:50. Apostila – Corrosão e degradação dos materiais. Escola politécnica da Universidade de São Paulo, 2º semestre de 2005. Disponível em: http://www.poli.usp.br/d/pmt2100/ Aula15_2005%201p.pdf. Acessado em: 13/03/2011 às: 16:08. Apostila fornecida pelo Profº Ronaldo Pedroso. Cap.3 Porencial de eletrodo – Diagramas de Pourbaix.
