DEFINI

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DEFINIÇÃO DE CORROSÃO

• Processo inverso da Metalurgia Extrativa, em que
  o metal retorna ao seu estado original.
• Corrosão é a destruição ou deterioração de um
  material devido à reação química ou eletroquímica
  com seu meio
• Corrosão é a transformação de um material pela
  sua interação química ou eletroquímica com o meio

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ENGENHARIA DE CORROSÃO

• Aplicação de ciência e trabalho para prevenir ou
  controlar a corrosão de maneira econômica e
  segura
• Princípios químicos e metalúrgicos
• Propriedades mecânicas dos materiais
• Natureza dos meios corrosivos
• Disponibilidade de materiais
• Processos de fabricação
• Projeto
• Ensaios de corrosão

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Resistência à corrosão Disponibilidade
Custo Material Resistênc
ia Mecânica Aparência
Processo de
Fabricação
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Aspectos eletroquímicos Aspectos
Resistência à
Aspectos Físico-Químicos Corrosão
Metalúrgicos Aspectos
Termodinâmicos
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MEIOS DE CORROSÃO

• Atmosfera
• Principais Parâmetros
• - materiais poluentes
• - umidade relativa
• - temperatura
• - intensidade e direção dos ventos
• - variações de temperatura e umidade
• - chuvas
• - radiação

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MEIOS DE CORROSÃO

• Classificação
• - Rural
• - Industrial
• - Marinha
• - Urbana
• - Urbana- Industrial
• - outras combinações

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MEIOS DE CORROSÃO

• Meio aquoso
• - Águas naturais água salgada e água doce
• - gases dissolvidos
• - sais dissolvidos
• - material orgânico
• - bactérias e algas
• - sólidos em suspensão
• - pH e temperatura
• - velocidade da água

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MEIOS DE CORROSÃO

• Meio aquoso
• - Águas naturais água salgada e água doce
• - gases dissolvidos
• - sais dissolvidos
• - material orgânico
• - bactérias e algas
• - sólidos em suspensão
• - pH e temperatura
• - velocidade da água

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MEIOS DE CORRROSÃO

• Meios líquidos artificiais produtos químicos em
  geral
• Solos
• - aeração, umidade e pH
• - microorganismos
• - condições climáticas
• - heterogeneidades do solo
• - presença de sais, água e gases
• - resistividade elétrica
• - correntes de fuga

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MECANISMO ELETROQUÍMICO DA CORROSÃO
Célula Eletroquímica Célula de
Daniell
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MECANISMO ELETROQUÍMICO DA CORROSÃO
Corrosão a resistência entre os eletrodos é
nula célula em curto-circuito
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MECANISMO ELETROQUÍMICO DA CORROSÃO

• Exemplo reação do zinco na presença de ácido
  clorídrico
• Zn 2HCl ZnCl2 H2
• Zn 2H Zn2 H2
• Reação de oxidação (anódica) Zn Zn2
  2e
• Reação de redução (catódica) 2 H 2e
  H2

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MECANISMO ELETROQUÍMICO DA CORROSÃO

• As reações anódica e catódica são reações
  parciais
• Ambas reações acontecem simultaneamente e à mesma
  velocidade sobre a superfície do metal não há
  acúmulo de carga elétrica
• Qualquer reação que pode ser dividida em dois
  processos parciais de oxidação e redução é
  denominada reação eletroquímica

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MECANISMO ELETROQUÍMICO DA CORROSÃO

• Reações catódicas
• Evolução de hidrogênio (meios ácidos)
• 2H 2e H2
• Redução de oxigênio (soluções ácidas)
• O2 4H 4e 4OH-
• Redução de oxigênio (soluções neutra ou básicas)
• O2 2H2O 4e
  4OH-
• Redução de íon metálico M3 e
  M2
• Deposição de metal M e
  M

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MECANISMO ELETROQUÍMICO DA CORROSÃO

• Metal sofrendo corrosão consiste
• região que cede eletrons dissolução do metal
  (corrosão) reação anódica
• condutor eletrônico
• região que consome eletrons reação
  catódica
• condutor iônico eletrólito
• Teoria de Células Locais

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MECANISMO ELETROQUÍMICO DA CORROSÃO

• Fontes de Corrosão Eletroquímica
• Heterogeneidades primárias são inerentes ao
  material
• Impurezas no metal
• Ligas
• Vérticies e arestas de cristais
• Pontos de ruptura de filmes protetore

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MECANISMO ELETROQUÍMICO DA CORROSÃO

• Heterogeneidades secundárias não inerentes ao
  material
• Correntes elétricas de fuga
• contatos bimetálicos
• diferenças no meio corrosivo (aeração,
  concentração)

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CIÊNCIA DA SUPERFÍCIE

• Ciência dos materiais interpreta as propriedades
  dos materiais em termos das interações entre
  átomos e moléculas que constituem o todo do
  material interpretação parcial do
  comportamento do material.
• Ciência de Superfície permite explicar falhas
  inesperadas através da associação com eventos que
  se dão na superfície
• associação de um defeito em
  escala atômica na superfície causado por uma
  reação de superfície e uma tensão aplicada ou
  residual.

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CIÊNCIA DA SUPERFÍCIE

• INTERFACES
• Metal é constituído de partículas carregadas
  positivas e negativas balanceadas entre si -
  condutor eletrônico
• Filme de umidade moléculas de água, oxigênio e
  hidrogênio - condutor iônico
• Interface entre um condutor eletrônico e um
  condutor iônico

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CIÊNCIA DA SUPERFÍCIE

• Moléculas de água são dipolos elétricos
• -
• -
• -
• -
• Troca de carga
• - 2H 2e
  H2
• - H2
  2H 2e
• -

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CIÊNCIA DA SUPERFÍCIE

• Independentemente da forma como ocorre, sempre
  que há uma interface, ocorre o carregamento de
  ambos os lados desta interface, e o
  desenvolvimento de uma diferença de potencial
  através da INTERFASE. Esse carregamento ocorre
  antes que as cargas nas duas fases sejam iguais
  em magnitude mas de sinais opostos
• Todas as interfaces são eletrificadas e as
  superfícies têm excesso de carga. Esse excesso de
  carga é que afeta as propriedades de superfície
  dos materiais fazendo-as desviar daquelas
  determinadas para o material como um todo.

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CIÊNCIA DA SUPERFÍCIE

• Eletroquímica é a ciência que estuda as
  conseqüências da transferência de cargas
  elétricas de uma fase para outra
• A ciência eletroquímica estuda, principalmente, a
  situação superficial, particularmente aquelas
  resultantes das propriedades elétricas da
  interfase.

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ELETROQUÍMICA BÁSICA

• Sistema Eletroquímico
• - um condutor eletrônico em contato com um
  condutor iônico (eletrólito) que consiste de ions
  em movimento
• Interações ion- solvente
  Interações ion-ion

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ELETROQUÍMICA BÁSICA

• Água estruturalmente é descrita como uma forma
  quebrada e xpandida do retículo do gelo, havendo
  um grau considerável de ordem a curta-distância,
  caracterizada por ligações tetraédricas.
• Moléculas que formam o retículo moléculas
  livres que se movimentam livremente
• A molécula de água é polar - dipolo elétrico
• O que acontece na presença de ions?

25
ELETROQUÍMICA BÁSICA

• Ions orientam dipolos
• Considerando o ion como uma carga pontual e as
  moléculas de solvente como dipolos elétricos
  interação ion-solvente
• Passa a existir uma entidade ion-solvente que se
  movimenta como uma entidade cinética única

26
O ion e seu envólucro de moléculas de água são
uma entidade cinética única
H H
H H

H H
H H
27
ELETROQUÍMICA BÁSICA

• O que acontece a determinada distância do ion?
• 1. Região primária região próxima ao ion no qual
  o campo iônico tenta alinhar os dipolos das
  moléculas de água
• 2. Na região distante do ion mantém-se o retículo
  da água
• 3. Região secundária região intermediária, onde
  a orientação depende da distância com relação ao
  ion.

28
ELETROQUÍMICA BÁSICA

• Essas interações geram a energia de solvatação,
  ou seja, a energia de ligação entre ion e
  solvente
• 1. Se o ion está fortemente ligado ao solvente
  não será fácil a reação de troca de carga
• 2. Se o ion está fracamente ligado ao solvente a
  troca de carga será facilitada.

29
ELETROQUÍMICA BÁSICA

• Interação ion-ion depende fortemente da
  concentração dos ions em solução
• 1. Para soluções diluídas a interação é do tipo
  eletrostática
• 2. Para maiores concentrações, os ions
  aproximam-se uns dos outros podendo ocorrer a
  sobreposição das camadas de solvatação
  interações do tipo eletrostática e do tipo
  ion-dipolo

30
ELETROQUÍMICA BÁSICA

• Transporte de ion em solução
• 1. Se houver uma diferença de concentração de
  ions em regiões distintas do eletrólito
  gradiente de concentração, produzindo um fluxo de
  ions difusão
• Num sistema eletroquímico se um eletrodo
  está doando eletrons a cátions metálicos existirá
  um gradiente de concentração na direção do
  eletrodo. A difusão ocorre em direção ao eletrodo

31
ELETROQUÍMICA BÁSICA

• 2. Se houver diferenças no potencial
  eletrostático em vários pontos do eletrólito, o
  campo elétrico gerado produz um fluxo de cargas
  na direção do campo condução
• campo elétrico diferença de potencial através
  da solução
• distância
  entre os eletrodos
• Resultante a velocidade de chegada dos ions a um
  eletrodo irá depender do gradiente de
  concentração e do campo elétrico na solução

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ELETROQUÍMICA BÁSICA

• Difusão predominante na região próxima à
  interface
• Condução predominante na região intermediária
  entre os eletrodos, onde não há gradiente de
  concentração.
• - os ânions movem-se mais rapidamente que os
  cátions
• - para a densidade de corrente total
  carregada pelos ions dá-se o nome de i, onde
• i i- i
• - número de transporte t i/i
  t- i-/i
• 
  

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ELETROQUÍMICA BÁSICA

• Para cada eletron doado em um eletrodo deve-se
  ter um ion recebendo eletron no outro correntes
  iguais
• Fazer com que as correntes sejam iguais em cada
  eletrodo é papel da difusão. Os gradientes de
  concentração nos eletrodos irão se ajustar de
  forma que a corrente seja igual nos dois.

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A DUPLA CAMADA ELÉTRICA

• As propriedades da região de fronteira
  eletrodo/eletrólito são anisotrópicas, e dependem
  da distância entre as fases.
• Ocorre uma orientação preferencial dos dipolos do
  solvente e excesso de carga na superfície do
  eletrodo, em decorrência da orientação existente
  no eletrólito.
• Resultado separação de cargas através da
  interface eletrodo/eletrólito, embora a interfase
  seja eletricamente neutra.
• Em decorrência da separação de cargas aparece uma
  diferença de potencial através da fronteira
  eletrodo/eletrólito

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A DUPLA CAMADA ELÉTRICA

• ddp 1V
• Dimensão da interfase 10 angstrons
• Gradiente de potencial 107 V/cm
  essência da eletroquímica
• Dupla camada elétrica descrve o arranjo das
  cargas e a orientação dos dipolos que constituem
  a interfase na fronteira interface eletrificada

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A DUPLA CAMADA ELÉTRICA

• Para os processos corrosivos a influência da
  dupla camada recai sobre a velocidade com que
  esses processos ocorrem. A velocidade de corrosão
  depende parcialmente da estrutura da dupla
  camada, isto é, do campo elétrico através da
  interfase. Sendo assim, a dupla camada influencia
  a estabilidade das superfícies metálicas e como
  conseqüência a resistência mecânica desses
  materiais.