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QUMICA APLICADA - PQI-3130ENGENHARIA CIVIL E AMBIENTAL

AULA 3

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Experincia CA1Determinao do potencial de corroso do ao dearmadura em concreto

Esquematicamente pode-se indicar que a pasta o cimento misturado com a gua, aargamassa a pasta misturada com a areia, e o concreto a argamassa misturada coma pedra ou brita, tambm chamado concreto simples (concreto sem armaduras).

Concreto simples: baixa resistncia trao, em torno de10 % da sua resistncia compresso

Alta alcalinidade do concreto - filme passivante de xidos, insolvel e aderente

ESTA PARTE DA APRESENTAO BASEADA NO

CAPTULO SOBRE A EXPERINCIA CA1 (PROFESSORAIDALINA VIEIRA AOKI), DA APOSTILA DO CURSO

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Os principais mecanismos de deteriorao do concreto so (NBR 6118/03, item6.3.2):

a) lixiviao: por ao de guas puras, carbnicas agressivas ou cidas quedissolvem e carreiam os compostos hidratados da pasta de cimentocausando diminuio do pH;

b) expanso por ao de guas e solos que contenham ou estejamcontaminados com sulfatos (processo chamado de sulfatao), dando origem a

reaes expansivas e deletrias com a pasta de cimento hidratado;

c) expanso por ao das reaes entre os lcalis do cimento e certosagregados reativos;

d) reaes deletrias superficiais de certos agregados decorrentes detransformaes de produtos ferruginosos presentes na sua constituiomineralgica.

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Mecanismos de deteriorao da armadura

Os principais mecanismos de deteriorao da armadura so (NBR 6118/03, item6.3.3):

a) despassivao do ao por carbonatao, ou seja, por ao do gs carbnico daatmosfera;b) despassivao do ao por elevado teor de on cloreto.

A carbonatao um fenmeno que ocorre devido s reaes qumicas entre ogs carbnico presente na atmosfera, que penetra nos poros do concreto, e ohidrxido de clcio e outros constituintes provenientes da hidratao do cimento.A carbonatao inicia-se na superfcie da pea e avana progressivamente para ointerior do concreto, ocasionando a diminuio da alta alcalinidade do concreto,

de pH prximo a 12,5-13,0, para valores prximos a 8,0-8,5.

O dixido de carbono CO2 existente no ar pode-se combinar com oCa(OH)2,formando carbonato de clcio CaCO3, conforme a reao:

Ca(OH)2+ CO2

CaCO3+ H2O

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Os cloretos so integrantes dos aceleradores de pega e endurecimento maiscomuns, baseados em CaCl2 e podem estar presentes tambm na gua deamassamento e, eventualmente, nos agregados. Em regies prximas ao mar ou

em atmosferas industriais, s cloretos penetram no concreto durante a fase deuso.

A experincia indica que teores de cloretos (Cl-) to baixos quanto 0,3% do peso

do cimento implicam em riscos de corroso em concretos ainda no carbonatados,pois este destri a camada passiva protetora da armadura proporcionada pelo

elevado pH do concreto. A NBR 6118 limita o teor de cloretos presentes na guade amassamento do concreto a 500mg/L e a bibliografia internacional controversa sobre o limite.

ar

pelculapassivadora

umidade

Cl-

Cl-

Cl-

H+

H+

H+e-e-

e-e-

Fe(OH)3OH-

Cl- O2

OH-Cl-O2

OH-

Cl-O2

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2.3 MEDIO E ESCALAS DE POTENCIAIS: ELETRODOS DE REFERNCIA

Me Ag+ SO4-

H2O

V

EAgEref

ddpmedido= EAg+ Eref

fio de conexo

fio de Ag revestido comAgCl

soluo saturada de KCl

juno porosa

Eletrodo derefernciaAg/AgCl.

eletrodo sigla emportugus

sigla emingls

potencial a 25oC condio

Eletrodo padro de hidrognio EPH SHE 0,000 V atividade H+=1Eletrodo normal de hidrognio ENH NHE 0,000 V concentrao H+=1

Eletrodo reversvel de hidrognio ERH RHE 0,000 V - 0,0591*pHEletrodo dinmico de hidrognio EDH DHE -0,020 V a -0,040 VEletrodo de calomelano saturado ECS SCE +0,241 V saturado

Eletrodo de cobre/sulfato de cobre (II) - CSE +0,314 VEletrodo de cloreto de prata Ag/AgCl +0,197 V saturadoEletrodo paldio-hidognio Pd/H2 +0,050 V

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oxidao do ferro ocorre na regio andica: Fe(s)Fe2++ 2e-

reduo do oxignio ocorre numa regio catdica: O2+ 2H2O + 4e-4OH-

reao global mostrando a formao de hidrxido ferroso que depois se oxida a frrico:2Fe + O2+ 2H2O2Fe(OH)2

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E(V)

regio

transpassiva

E(O2/OH-)

regio

passiva

Eflade

regio

Ecorr ativa

ipassiva icorr icrtica log i (A/cm2)

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ELETROQUMICACorrosoPilhas e acumuladores (por exemplo, em celulares,laptops, veculos eltricos)Eletrodeposio (por exemplo, cromao, zincagem,niquelao)Eletro-reduo e eletro-refino (por exemplo, obtenode alumnio, refino de cobre)

CORROSO

ELETROQUMICA

ESTA PARTE DA APRESENTAO BASEADANO CAPTULO DE ELETROQUMICA E

CORROSO (AUGUSTO NEIVA), DA APOSTILADO CURSO

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Co Co2++ 2e-Ni2++ 2e- Ni

Co + Ni2+ Co2++ Ni ? No.

diferentemente da reao qumica, na pilha temos duas

reaes eletroqumicas que ocorrem em locais diferentes

Figura 1Esquemade uma pilha

- +

e- e-

Co Ni

Co2+

Ni2+

SO4-

H2O

Quero falar de corroso, mas vou comear com pilhas

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SE NO ESTIVERMOS USANDO A PILHA:

Figura 2Esquema do

anodo2e- Co2+

metal (Co)CoCo2++2e- eletrlito

(Co2+e outros)2e-

Figura 3Anodocom a pilha

desconectada

2e- Co2+

metal (Co)

CoCo2++2e- eletrlito(Co2+e outros)

Figura 4

Formao dascargas no

metal e noeletrlito

metal (Co)

CoCo2++2e-

eletrlito(Co2+e outros)

-

-

-

-

-

+

+++-

grau de avano campo (em mdulo)

incio (imerso) Co Co2++ 2e- zero

antes do equilbrio Co Co2++ 2e- E < Eequilbrioequilbrio Co Co2++ 2e- E = Eequilbrio

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Eequilbrio= Eo

equilbrio- (RT/zF) ln (aCo1/ aCo2+

1) (equao de Nernst) [1]

A atividade dos ons pode ser considerada igual sua concentrao.

Para metais puros, a atividade pode ser considerada igual a 1.

Eequilbrio= Eo

equilbrio- (RT/2F) ln (1/CCo2+)

z - nmero de eltrons envolvidos na reaoF - constante de Faraday (F = 96500 C/mol) e Eoequilbrio- potencial de equilbrio padro

soluo mais rica em ons potencialmais positivo metal fica mais nobre

Co2++ 2e- Co (conveno: REDUO)

-0.32

-0.31

-0.3

-0.29

-0.28

-0.27

-0.26

-0.25

-0.24

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9

potencialdeequilbrio

(V)

concentrao do on

Co

Ni

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MEIA REAO E0(V) MEIA REAO E

0(V)

Li+ + e

-= Li

-3,045 HgCl2+ 2e

- = 2Hg + Cl

-0,268

Ca++

+ 2e-= Ca -2,866 Cu

++ + 2e

- = Cu 0.337

Na+ + e

-= Na

-2,714 Fe(CN)

-36 + e

- = Fe(CN)

-46

0.36

La

+3

+ 3e

-

= La -2,52 Cu

+

+ e

-

= Cu 0,521Mg

++ + 2e

-= Mg -2,36 I2(s) + 2e

- = 2I

- 0,535

AlF-3

6 + 3e- = Al + 6F

--2,07 I

-3 + 2e + 3I

- 0,536

Al+3

+ 3e- = Al

-1,66 PtCl

-4 + 2e = Pt + 4Cl

- 0,73

SiF-6 + 4e

- = Si + 6F

- -1,24

Fe

+3 + e

- = Fe

++ 0,77

V++

+ 2e- = V -1,19 Hg2

++ + 2e

- = 2Hg 0,788

Mn++

+ 2e- = Mn

-1,18 Ag

+ + e

- = Ag 0,799

Zn++

+ 2e- = Zn

-0,763 2Hg

++ 2e

- = Hg2

++ 0,920

Cr+3 +3e- = Cr -0,744 Br2 + 2e- = 2Br- 1,087

Fe++

+ 2e- = Fe -0,44 IO

-3+ 6H

+ + 5e

- = 1/2I2 + 3H2O 1,19

Cr+3

+ e- = Cr

++-0,41 O2 + 2H

+ + 4e

- = 2H2O(I) 1,23

PbSO4 + 2e- = Pb + SO

-4-

-0,359 Cr2O7

-+ 14H

++ 6e

-= 2Cr

+3+ 7H2O 1,33

Co++

+ 2e- = Co -0,277 Cl2 + 2e

-= 2Cl 1,36

Ni++

+ 2e- = Ni -0,250 PbO2+ 4H

+ + 2e

- = Pb

+++ 2H2O 1,45

Pb++

+ 2e- = Pb -0,126 Au

+3 + 3e

- = Au 1,50

D+

+ e-

+ 1/2D2 -0,0034 MnO4-

+ 8H+

+ 5e- = Mn++

+ 4H2O 1,51H

+ + 1e

- = 1/2H2 0 O3 + 2H

+ + 2e

- = O2 + H2O 2,07

Cu++

+ e- = Cu

+ 0,153 F2 + 2e

- = 2F

- 2,87

H4XeO6 + 2H++ 2e

-= XeO3 + 3H2O 3,0

*

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Eequilbrio Co= Eo

equilbrio- (RT/2F) ln (1/CCo2+) por exemplo CCo 2+= 10-3

Eequilbrio Ni= Eo

equilbrio- (RT/2F) ln (1/CNi2+) por exemplo CNi 2+= 10-1

fem = (-0,280) - (-0,366) = + 0,086 V

equilbrio E

o

equilbrio(tabelado) ln (1/aon) Eequilbriocatodo Ni2++ 2e- = Ni -0,250 V 2,30 (-1) -0,280 V

anodo Co2++ 2e-= Co -0,277 V 2,30 (-3) -0,366 V

- +0,086V

Co

Ni

Co2+

Ni2+SO4

-

H2O

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SAINDO DO EQUILBRIO

- +

e- e-

Co

Ni

Co2+

Ni2+SO4

-

H2O

E (V)

catdica

andica

i1

Eequilbrio catodo

Eequilbrio anodo

fem

i(A/cm2)

ddp

SOBRETENSOcatdica=Ecatd.1Eequil. catd.< 0

andica=Eand.1 Eequil. and.> 0

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Como varia a sobretenso com a densidade de corrente?

transporte dos ons Ni2+na soluo at a interface do eletrodotransporte dos eltrons no metal at a interfaceincorporao dos eltrons aos ons (reao propriamente dita)incorporao do Ni0formado ao reticulado cristalino do Ni

desvinculao de tomos de Co do reticulado cristalino do Codesvinculao dos eltrons destes tomos Co0 (reao propriamente dita)solvatao dos ons Co2+na soluotransporte dos ons Co2+na soluo para longe da interfacetransporte dos eltrons no metal para longe da interface

Ni2++ 2e- Ni

Co Co2++ 2e-

2e- Co2+

metal (Co)CoCo2++2e- eletrlito

(Co2+e outros)2e-

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i(A/cm2)

E (V)

Eequilbrio anodo

ilimite

controle eletroqumico

controle por transporte de ons

Co Co2++ 2e-

controle eletroqumico

No caso do equilbrio Co = Co2++ 2e-, teramos:reao andica: Co Co2++ 2e-reao catdica: Co2++ 2e- CoA velocidade global da reao seria dada por itotal= iandica- icatdica.

log ia= log i0+ a/ba log ic= log i0+ c/bc (equaes de Tafel)

itotal= 10(log i0 + a /ba)- 10(log i0 + c /bc)

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Quando a densidade de corrente total tem um valor razoavelmentegrande, uma das densidades de corrente parciais muito maior que aoutra. Assim, pode-se ignorar a menor delas:

se predominar a reao andica: log itotal andica= log i0+ a/baou a= balog (itotal andica/i0) [3]

se predominar a reao catdica: log itotal catdica= log i0+ c/bcou c= bclog (itotal catdica/i0) [4]

i0,c i0,a icorroso log i

Eequilbrio catdico

Ecorroso

E

Eequilbrio andico

reta de inclinao bc

reta de inclinao ba

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CORROSO = PILHA?

- +

e- e-

Co Ni

Co2+

Ni2+

SO4-

H2O

Co Co2++ 2e-Ni2++ 2e- Ni

Seja um METAL PURO:Anodo: regies mais instveis do prprio metalReao andica: Me Me2++ 2e-

Catodo: regies mais estveis do prprio metalReao catdica: 2H++ 2e- H2(por exemplo)Condutor de eltrons: o prprio metalEletrlito: umidade

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A velocidade usualmente expressa emmassa tempo-1rea-1ou em perda deespessura tempo-1. Frequentemente utiliza-se o ano como unidade de tempo, e a reafrequentemente expressa em cm2ou empol2. Alternativamente, a velocidade de

corroso pode ser expressa pela densidade decorrente de corroso (A/cm2).

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Estrutura e caractersticas dos metais.Estrutura dos tomos. Ligaes metlicas. Estrutura cristalina.Microestrutura dos metais. A importncia dos defeitos cristalinos. Os

principais grupos de ligas metlicas (aos, ferros fundidos, ligas de cobre,ligas de alumnio, etc).

Corroso dos metaisPrincpios da corroso eletroqumica. Efeito das caractersticasmicroestruturais dos metais sobre sua corroso. Principais mecanismos e

agentes corrosivos. Preveno da corroso.

PARNTESIS

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Parntesis - Como so os materiais

ao

tinta

aglomerantes, resinas

C, H, N, Cl, etc

pigmentos, corantes

C, H, N, .... Fe, Pb, Hg...

Fe, C, Mn, Cr, Ni ...

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Como so os materiais

ao

tinta


C, H, N, Cl, etc

pigmentos, corantes

C, H, N, .... Fe, Pb, Hg...

Fe (CFC) com C, Mn,etc dissolvido,carbonetos de Fe, Mn,Cr, Ni ...

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Como so os materiais

ao

tinta


C, H, N, Cl, etc

pigmentos, corantes

C, H, N, .... Fe, Pb, Hg...

brancocristais de Fe (CFC)

pretocristais de Fe3C

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e o processo, afeta a microestrutura?

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Como mudaria a microestrutura?

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plano de

escorregamento

cristal

plano deescorregamento

cristal

discordncia

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Fundio

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Estrutura dostomos

TabelaPeridica

Ligaes metlicas

Ligaes covalentes

Ligaes inicas

Materiais

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1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

Ia IIa IIIa IVa Va VIa VIIa 0

1 metais alcalinos: coluna 1 halognios: coluna 17 2

1 H metais alcalino-terrosos: coluna 2 gases nobres: coluna 18 He1s metais de transio: colunas 3 - 12 1s

3 4 5 6 7 8 9 10

2 Li Be IIIb IVb Vb VIb VIIb VIIIb Ib IIb B C N O F Ne

2s 2s 2p 2p 2p 2p 2p 2p11 12 13 14 15 16 17 18

3 Na Mg d1 d2 d3 d4 d5 d6 d7 d8 d9 d10 Al Si P S Cl Ar3s 3s terras-raras: Ce - Lu (quando obedecem ao Diagrama de Pauling) 3p 3p 3p 3p 3p 3p

19 20 actindeos: Th - Lr 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36

4 K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr 4s 4s 3d 3d 3d 3d 3d 3d 3d 3d 3d 3d 4p 4p 4p 4p 4p 4p

37 38 f1 f2 f3 f4 f5 f6 f7 f8 f9 f10 f11 f12 f13 f14 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54

5 Rb Sr (quando obedecem ao Diagrama de Pauling) Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe5s 5s 4d 4d 4d 4d 4d 4d 4d 4d 4d 4d 5p 5p 5p 5p 5p 5p

55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86

6 Cs Ba La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn6s 6s 5d 4f 4f 4f 4f 4f 4f 4f 4f 4f 4f 4f 4f 4f 5d 5d 5d 5d 5d 5d 5d 5d 5d 5d 6p 6p 6p 6p 6p 6p

87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 p1 p2 p3 p4 p5 p6

7 Fr Ra Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr Ku7s 7s 6d 6d 5f 5f 5f 5f 5f 5f 5f 5f 5f 5f 5f 5f 6d 6d Exemplos de comportamento metlico

s1 s2 Na (11) 1s2 2s2 2p6 3s1

Diagrama de Fe (26) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d6

1s Pauling Exemplos de Ce (58) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f2

2s 2p no-obedincia ao Diagrama de Pauling Pr (59) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f3

3s 3p 3d Cr (24) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 3d5 Ga (31) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p1

4s 4p 4d 4f Cu (29) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 3d10 .

5s 5p 5d 5f Nb (41) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s1 4d4 Exemplos de comportamento covalente

6s 6p 6d 6f Ag (47) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s1 4d10 . O (8) 1s2 2s2 2p4

7s 7p 7d 7f La (57) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f0 5d1 Cl (17) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5

Relao: Cr, Cu, Nb-Ag, La, Pt, Au, Ac-Bk, Th (h divergncias entre autores diferentes)

A.C.Neiva

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55/106

De onde vm estas quantidades (2, 6, 10, 14)?

orbital s

Orbitais p

2 eltrons

2 eltrons2 eltrons 2 eltrons

2 eltrons 2 eltrons

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56/106

Orbitais d

2 eltrons2 eltrons 2 eltrons

2 eltrons

2 eltrons

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57/106

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

Ia IIa IIIa IVa Va VIa VIIa 0



3 4 5 6 7 8 9 10

2 Li Be IIIb IVb Vb VIb VIIb VIIIb Ib IIb B C N O F Ne

2s 2s 2p 2p 2p 2p 2p 2p11 12 13 14 15 16 17 18


19 20 actindeos: Th - Lr 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36


37 38 f1 f2 f3 f4 f5 f6 f7 f8 f9 f10 f11 f12 f13 f14 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54


55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86


87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 p1 p2 p3 p4 p5 p6


s1 s2 Na (11) 1s2 2s2 2p6 3s1

Diagrama de Fe (26) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d6

1s Pauling Exemplos de Ce (58) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f2

2s 2p no-obedincia ao Diagrama de Pauling Pr (59) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f3

3s 3p 3d Cr (24) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 3d5 Ga (31) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p1

4s 4p 4d 4f Cu (29) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s1 3d10 .

5s 5p 5d 5f Nb (41) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s1 4d4 Exemplos de comportamento covalente

6s 6p 6d 6f Ag (47) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s1 4d10 . O (8) 1s2 2s2 2p4

7s 7p 7d 7f La (57) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f0 5d1 Cl (17) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p5

Relao: Cr, Cu, Nb-Ag, La, Pt, Au, Ac-Bk, Th (h divergncias entre autores diferentes)

A.C.Neiva

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METAIS

Elementos que, no estado atmico, tm um ou

mais eltrons com energia muito alta, porestarem muito mais distantes do ncleo doque a maioria dos demais eltrons.

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Fe (26) - 1s2 2s

2 2p

6 3s

2 3p

6 4s

2 3d

6

4s

4s

24 eltrons ata camada 3

A camada 3d est sendopreenchida, mas os 4s somais externos

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DUAS OPES MELHORES

ctions de

Fe: 1s22s2etc

eltrons livres,proveniente doorbital 4s

compartilhar estes

eltrons com outrostomos de ferro

ferro metlico

LIGAO METLICA

mandar estes eltronspara elementos quequeiram receb-los

FeO

LIGAO INICA Fe2+O2- O2-

Fe2+ O2- Fe2+

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O (8): 1s2 2s22p4 6 eltrons no nvel 2(cabem 8)

POR QU O OXIGNIO QUER RECEBER DOIS ELTRONS?

OUTRA SOLUO PARA O OXIGNIO

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OUTRA SOLUO PARA O OXIGNIO

p p

Orbital p deum tomo de

oxignio, comapenas umeltron

(cabem dois)

Orbital p deoutro tomo

de oxignio,com apenasum eltron

(cabem dois)

Orbitalmolecular com

dois eltrons

Molcula de O2

O2 CO2 CO N2H2O diamantesilcio etc

LIGAO COVALENTE

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63

Sistemas no universo tendem a buscar asituao de maior estabilidade

Os tomos raramente so encontrados em

forma isolada

tomos isolados constituem-se em entidadescom alta energia

RESUMINDO

quem so os metais?1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18Ia IIa IIIa IVa Va VIa VIIa 0

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64



3 4 5 6 7 8 9 10

2 Li Be IIIb IVb Vb VIb VIIb VIIIb Ib IIb B C N O F Ne2s 2s 2p 2p 2p 2p 2p 2p

11 12 13 14 15 16 17 18


19 20 actindeos: Th - Lr 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36


37 38 f1 f2 f3 f4 f5 f6 f7 f8 f9 f10 f11 f12 f13 f14 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54


55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86


87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 p1 p2 p3 p4 p5 p6


s1 s2 Na (11) 1s2 2s2 2p6 3s1

Na 11 - 1s2 2s

2 2

6 3s

1

Fe (26) - 1s2 2s

2 2p

6 3s

2 3p

6 4s

2 3d

6

Pr 59 - 1s2 2s2 2 6 3s2 3 6 4s2

3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f3

Ga (31) - 1s2

2s2

2p6

3s2

3p6

4s2

3d10

4p1

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Entalpia deligao

NA NATUREZA

METAIS

MOLCULAS

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66

MOLCULAS

http://www.innovationcanada.ca/25/en/articles/molecules

Molculas em clula(www.cancerquest.org/printfriendly.cfm?printsec=8)

CRISTAIS

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67/106

67

Algo mais sobre cristais? Veja a apostila (pg. 56 a 67) e aguarde apresentaosobre Cristais.

CRISTAIS

quartzo

liga metlicaesferulito em polmero

diamante (covalente)

CsCl (inico)

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68

Cristais em material metlico

cristais

Microscpio ptico,liga Pr-Fe-B

(foto A. C. Neiva)

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famlias constituintes caractersticas de interesse

Aos-carbonoeaos baixa-liga

Fe, C(Mn, Ni, Cr, Mo,

V, Nb, B)

baixo custodutilidade (conformao mecnica)

resistncia mecnicaAos alta-liga(aos inoxidveis, aosresistentes ao calor, aos-ferramenta)

Fe, C(Mn, Ni, Cr, Mo,V, Nb, W, Co,Cu, Si)

resistncia a corrosotrabalho em temperaturas elevadaselevada durezaelevada resistncia mecnica

Ferros fundidos Fe, C(Si, Mn, etc)

baixo custoboa formabilidade (fundio)

dureza, resistncia abrasoamortecimento de vibraes

Ligas ferrosassolidificadas rapidamente(amorfasou de gro fino)

Fe, B(Si, Cr, Ni, Mo,P)

baixa coercividade magnticaalta resistncia mecnicaresistncia corroso

Superligas ferrosas Fe, C, Ni, Cr,Mo, Mn, Nb, Ti,Al

resistncia corrosotrabalho em temperaturas elevadaselevada durezaelevada resistncia mecnica

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Alumnio e suas ligas Al

(Li, Cu, Mn, Si,Mg, Zn)

condutividade eltrica

baixo pesoresistncia corrosodutilidadeboa aparncia

Cobre e suas ligas Cu(Zn, Sn, Al, Si,Ni, Be)

condutividade eltricacondutividade trmicaresistncia corroso

dutilidaderesistncia mecnicaendurecvel por soluo slidaendurecvel por precipitao (Al, Be)

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Magnsio e suas ligas Mg baixo peso

Titnio e suas ligas Ti baixo peso

resistncia corrosoresistncia razovel a temperaturas altas

Ligas de nquel(v. tambm superligas)

Ni(Cu)

durezaendurecvel por soluo slida

Zn e suas ligas Zn proteo catdica de ligas ferrosasbaixo ponto de fuso (fundio)

Cr e suas ligas Cr dureza e boa aparncia (revestimentos)

Pb e suas ligas Pb dutilidade e baixo ponto de fusoresistncia corrosoproteo contra radiao

Mo, Nb, Re, Ta, W alto ponto de fuso

Au, Ir, Os, Pa, Pt, Rh, Ru,Ag (metais preciosos)

alta resistncia corrosodutilidade

condutividade eltricaboa aparncia

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Voltando apostila (final dosparntesisis)

REGIES MAIS INSTVEIS?

contorno de gro

superfcie do metal

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cristal (gro) 1

cristal (gro) 2

superfcie do metal

Me Me2++ 2e-

2H++ 2e- H2

umidadecristal (gro)

contorno degro

e-

bolhas de H2

Me2+

Outros motivos:

Deformao plsticaFases diferentesGradiente de composio

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74

OUTROS EFEITOS DA

MICROESTRUTURA

E (V)

E lb

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fem

i(A/cm2)

Eequilbrio H+

Eequilbrio do metal

icorroso

catdica

andica

Ecorroso

2H++ 2e- H2

Me Me2++ 2e-

2H+

+ 2e-

H2

Zn Zn2++ 2e-

Cu Cu2++ 2e-

Cu Cu2++ 2e-

2H++ 2e- H2

O2+ 4e-+ 4H+ 2H2O


0(V)

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0(V)

Li+ + e

-= Li

-3,045 HgCl2+ 2e

- = 2Hg + Cl

-0,268

Ca++

+ 2e-= Ca -2,866 Cu

++ + 2e

- = Cu 0.337

Na+ + e

-= Na

-2,714 Fe(CN)

-36 + e

- = Fe(CN)

-46

0.36

La+3

+ 3e-= La -2,52 Cu

+ + e

- = Cu 0,521

Mg++ + 2e-= Mg -2,36 I2(s) + 2e- = 2I- 0,535AlF

-36 + 3e

- = Al + 6F

--2,07 I

-3 + 2e + 3I

- 0,536

Al+3

+ 3e- = Al

-1,66 PtCl

-4 + 2e = Pt + 4Cl

- 0,73

SiF-6 + 4e

- = Si + 6F

- -1,24

Fe

+3 + e

- = Fe

++ 0,77

V++

+ 2e- = V -1,19 Hg2

++ + 2e

- = 2Hg 0,788

Mn++

+ 2e- = Mn

-1,18 Ag

+ + e

- = Ag 0,799

Zn++

+ 2e- = Zn

-0,763 2Hg

++ 2e

- = Hg2

++ 0,920

Cr+3

+3e-

= Cr

-0,744 Br2 + 2e-

= 2Br-

1,087Fe

++ + 2e

- = Fe -0,44 IO

-3+ 6H

+ + 5e

- = 1/2I2 + 3H2O 1,19

Cr+3

+ e- = Cr

++-0,41 O2 + 2H

+ + 4e

- = 2H2O(I) 1,23

PbSO4 + 2e- = Pb + SO

-4-

-0,359 Cr2O7

-+ 14H

++ 6e

-= 2Cr

+3+ 7H2O 1,33

Co++

+ 2e- = Co -0,277 Cl2 + 2e

-= 2Cl 1,36

Ni++

+ 2e- = Ni -0,250 PbO2+ 4H

+ + 2e

- = Pb

+++ 2H2O 1,45

Pb++

+ 2e- = Pb -0,126 Au

+3 + 3e

- = Au 1,50

D+ + e

-+ 1/2D2 -0,0034 MnO4

- + 8H

++ 5e- = Mn

+++ 4H2O 1,51

H+ + 1e- = 1/2H2 0 O3 + 2H+ + 2e- = O2 + H2O 2,07

Cu++

+ e- = Cu

+ 0,153 F2 + 2e

- = 2F

- 2,87

H4XeO6 + 2H++ 2e

-= XeO3 + 3H2O 3,0

*

mais cido mais H+menor pH maior E mais corroso

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Eequilbrio= + (2,03 RT/2F) log (aH+)Assim, para T = 298 K, chegamos a:

Eequilbrio= - 0,059 pH

Cu Cu2++ 2e-2H++ 2e- H2 pH baixo

2H

+

+ 2e

-

H2 pH mdio

2H++ 2e- H2 pH alto

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i0,c

i0,a

icorroso

log i

Eequilbrio catdico

Ecorroso

E

Eequilbrio andico

reta de inclinao bc

reta de inclinao ba

ESTIMANDO A DENSIDADE DE CORRENTE E O POTENCIALDE CORROSO A PARTIR DAS CONSTANTES DE TAFEL

reao i0(A/cm2) b (V/dcada) Eequilbrio(V) Resultado

Exemplo 1 catdica 10-7 -0,2 0,51 icorr= 4 10-6A/cm2

andica 10-6 0,05 0,16 Ecorr= 0,19 V

Exemplo 2catdica 10-7 -0,1 0,51 icorr= 5 10

-5 A/cm2

andica 10-6 0,05 0,16 Ecorr= 0,24 V

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CORROSO GALVNICA

cobre ferro

cobre ferro

gua

cobre ferro

gua

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E

Icorr Fe Icorr Nilog I (A)

Ecorr Fe

Ecorr Ni

E

log I (A)Icorr Ni Icorr Fe

Ecorrpar

Ecorr par

E

log I (A)

soma das corrente catdicas

soma das corrente andicas

O potencial de corrosoficar mais prximo daqueleque tiver maior rea exposta

A corroso do Fe aumenta e ado Ni diminui.

O potencial de corroso ficar mais prximo daquele que tiver maior rea exposta

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81/106

E importante que a rea exposta do metal menos nobre seja muito maior que a domais nobre.

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82/106

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ALGUNS EXERCCIOS SOBRE

Primeira Lei, trabalho, calor Eletroqumica e corroso

l i 1

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exemplo numrico 1

Calcule o trabalho realizado por uma substncia ao seexpandir de 14 para 18 litros, contra p = 1 atm (1,013 105Pa)

w = pextV = 1,013 105

(18 -14) 10-3

= 405 J

Calcule a variao da energia interna desta substncia, se nohouver fluxo de calor

U = wrecebido= - wrealizado= - 405 J

Pa N / m2 m3 N m J

ou seja, a energia interna diminuiu porque a substncia realizou trabalho

(ela estava, por exemplo, com presso maior que 1 atm)

84

l i 2

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85/106

exemplo numrico 2

O calor utilizado para evaporar uma certa quantidade de guaem uma panela de presso foi 350 kJ. Qual o aumento de suaenergia interna?

panela de presso volume constante no h trabalho

portanto, U = q = 350 kJ

ou seja, a energia interna aumentou porque a substncia recebeu calor

85

l i 3

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86/106

exemplo numrico 3

Em um calormetro cuja capacidade trmica 600 J/grau,observou-se um aumento de temperatura de 4 graus com acombusto de um mol de um dado combustvel. Qual foi avariao da energia interna da mistura reacional?

Usistema= qsistema = -qvizinhanas = - CcalT

Usistema= - CcalT = 600 4 = - 2400 J

Ou seja, a energia interna da mistura reacional diminuiu devido reao qumica.

(A energia cintica interna cresceu um pouquinho, mas a energiapotencial interna diminuiu muito.)

86

d t lh b t 3

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87/106

detalhe sobre a questo 3

Ocorreu trabalho qumico?

Ocorreram mudanas nas ligaes qumicas, mas, no modo comofoi definido o sistema, no houve trabalho qumico, poisnenhuma espcie atravessou a fronteira.

Comentrio um pouco informal - Se quisssemos considerar trabalhoqumico, deveramos considerar os reagentes como um sistema e osprodutos como outro. No incio, um dos sistemas (o dos produtos) estariavazio, e seria preenchido com molculas ao longo da reao. Ao mesmotempo, o outro sistema iria se esvaziando. Seriam sistemas abertos, e suas

fronteiras seriam difceis de imaginar fisicamente.

87

t d t lh b i 3

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88/106

outro detalhe sobre o exerccio 3

E se considerarmos o calormetro inteiro como o nossosistema, qual teria sido a variao de sua energia interna?

Usistema= q + w

q = 0 w = 0 Usistema= 0

ou seja, a energia interna de um sistema isolado constante

88

(apostila: pg. 8)

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89/106

exerccio

Mostre que X + p Y a variao de uma propriedade deestado X + pY, desde que p seja constante e X e Y sejampropriedades de estado

Resoluo:

Seja Z = X + pY. Assim,

Z = (X + p Y) final - (X + p Y) inicial == (Xfinal+ p Yfinal) - (Xinicial+ p Yinicial) =

= Xfinal- Xinicial + p (Yfinal- Yinicial) =

= X + p Y

89

l i 4

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90/106

exemplo numrico 4

Qual o fluxo de calor necessrio para evaporar um mol de gua a 25o

C sobpresso constante?

As entalpias das substncias so tabeladas. A 25oC:

HH2O lquida= -68,32 kcal/mol - 285,83 kJ/mol

HH2O vapor = -57,80 kcal/mol - 241,82 kJ/mol

Hvaporizao= HfinalHinicial= -241,82(-285,83) = 44,01 kJ/mol

Mas, para p constante e ausncia de outros trabalhos:q = H

Assim, para 1 mol q = 44,01 kJ

90

l i 5

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91/106

exemplo numrico 5

Qual a variao de entalpia da gua lquida de 24o

C a 26o

C sob pressoconstante?

Temos que H = qp constante

O calor envolvido no aquecimento de uma substncia sob presso constante

dado por seu calor especfico a presso constante, Cp,, que tabelado.

A 25oC:

Cp H2O lquida= 75,291 J mol-1 grau-1

Assim, q = Cp T = 75,291 2 = 150,6 J / mol

Assim H = 150,6 J / mol

91

Obs.: teria sido mais correto fazermos integral de Cp dT de 24 a 26oC

(apostila: pg. 11)

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92/106

92

2. PREVISO: PRESSO CONSTANTE

q = H USO DE TABELAS DE H

(apostila: pg. 5)

QUAL O PODER CALORFICO DO CO?

H (kJ mol-1

) CO O2 CO2T (K) N2 O2 CO CO2 T (K) -1 -0.5 1 soma

0 -8.67 -8.68 -119.17 -402.86 0 119.17 4.34 -402.86 -279.35

100 -5.77 -5.78 -116.27 -399.96 100 116.27 2.89 -399.96 -280.80

200 -2.86 -2.87 -113.36 -396.91 200 113.36 1.43 -396.91 -282.12

298.15 0.00 0.00 -110.50 -393.50 298.15 110.50 0.00 -393.50 -283.00

300 0.05 0.05 -110.45 -393.43 300 110.45 -0.03 -393.43 -283.01

400 2.97 3.03 -107.52 -389.50 400 107.52 -1.51 -389.50 -283.49

500 5.91 6.08 -104.57 -385.20 500 104.57 -3.04 -385.20 -283.67

CALCULO PARA 1 CO + 0,5 O2 1 CO2A 298K

PCp= 283 kJ / mol _____ kJ / kg

(apostila: pg. 12)

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OUTRO EXEMPLO: ESTIMATIVA DA TEMPERATURA

ADIABTICA DE CHAMA PARA COMBUSTOCOMPLETA

SEJA A REAO1 CO + 0,5 O2 + 1,9 N2 1 CO2+ 1,9 N2

Ser que faz diferena considerarmos onitrognio? Afinal, ele entra e sai sem participarda reao... (v. pg. 23 e 24 da apostila)

H (kJ mol-1) CO O2 N2 CO2 N2T (K) N2 O2 CO CO2 T (K) 1 0.5 1.9 reagentes 1 1.9 produtos T (K)

apostila: pg. 5 CLCULOS PARA 1 CO + 0,5 O2 + 1,9 N2 1 CO2+ 1,9 N2

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0 -8.67 -8.68 -119.17 -402.86 0 -119.17 -4.34 -16.47 -139.99 -402.86 -16.47 -419.34 0

100 -5.77 -5.78 -116.27 -399.96 100 -116.27 -2.89 -10.96 -130.12 -399.96 -10.96 -410.92 100

200 -2.86 -2.87 -113.36 -396.91 200 -113.36 -1.43 -5.43 -120.22 -396.91 -5.43 -402.34 200

298.15 0.00 0.00 -110.50 -393.50 298.15 -110.50 0.00 0.00 -110.50 -393.50 0.00 -393.50 298.15

300 0.05 0.05 -110.45 -393.43 300 -110.45 0.03 0.10 -110.32 -393.43 0.10 -393.33 300400 2.97 3.03 -107.52 -389.50 400 -107.52 1.51 5.64 -100.37 -389.50 5.64 -383.85 400

500 5.91 6.08 -104.57 -385.20 500 -104.57 3.04 11.23 -90.30 -385.20 11.23 -373.96 500

600 8.89 9.24 -101.56 -380.59 600 -101.56 4.62 16.90 -80.04 -380.59 16.90 -363.69 600

700 11.94 12.50 -98.48 -375.75 700 -98.48 6.25 22.68 -69.55 -375.75 22.68 -353.07 700

800 15.05 15.84 -95.32 -370.69 800 -95.32 7.92 28.59 -58.82 -370.69 28.59 -342.11 800

900 18.22 19.24 -92.10 -365.47 900 -92.10 9.62 34.62 -47.85 -365.47 34.62 -330.85 900

1000 21.46 22.70 -88.81 -360.10 1000 -88.81 11.35 40.78 -36.68 -360.10 40.78 -319.32 1000

1100 24.76 26.21 -85.47 -354.62 1100 -85.47 13.11 47.04 -25.32 -354.62 47.04 -307.57 1100

1200 28.11 29.76 -82.07 -349.03 1200 -82.07 14.88 53.41 -13.78 -349.03 53.41 -295.62 1200

1300 31.50 33.34 -78.63 -343.35 1300 -78.63 16.67 59.86 -2.10 -343.35 59.86 -283.50 1300

1400 34.94 36.96 -75.16 -337.60 1400 -75.16 18.48 66.38 9.70 -337.60 66.38 -271.23 1400

1500 38.41 40.60 -71.65 -331.80 1500 -71.65 20.30 72.97 21.62 -331.80 72.97 -258.83 1500

1600 41.90 44.27 -68.12 -325.93 1600 -68.12 22.13 79.62 33.64 -325.93 79.62 -246.31 1600

1700 45.43 47.96 -64.56 -320.02 1700 -64.56 23.98 86.32 45.74 -320.02 86.32 -233.70 1700

1800 48.98 51.67 -60.97 -314.07 1800 -60.97 25.84 93.06 57.92 -314.07 93.06 -221.01 1800

1900 52.55 55.41 -57.37 -308.08 1900 -57.37 27.71 99.84 70.17 -308.08 99.84 -208.24 1900

2000 56.14 59.18 -53.76 -302.06 2000 -53.76 29.59 106.66 82.49 -302.06 106.66 -195.40 20002100 59.74 62.96 -50.12 -296.01 2100 -50.12 31.48 113.51 94.87 -296.01 113.51 -182.50 2100

2200 63.36 66.77 -46.48 -289.94 2200 -46.48 33.38 120.39 107.29 -289.94 120.39 -169.55 2200

2300 67.00 70.60 -42.82 -283.84 2300 -42.82 35.30 127.29 119.77 -283.84 127.29 -156.55 2300

2400 70.64 74.45 -39.15 -277.72 2400 -39.15 37.23 134.22 132.29 -277.72 134.22 -143.51 2400

2500 74.30 78.33 -35.47 -271.58 2500 -35.47 39.16 141.16 144.85 -271.58 141.16 -130.42 2500

2600 77.96 82.22 -31.79 -265.43 2600 -31.79 41.11 148.13 157.46 -265.43 148.13 -117.30 2600

2700 81.64 86.14 -28.09 -259.25 2700 -28.09 43.07 155.11 170.10 -259.25 155.11 -104.14 2700

2800 85.32 90.08 -24.38 -253.07 2800 -24.38 45.04 162.11 182.77 -253.07 162.11 -90.95 2800

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CO O2 N2 CO2 N2T (K) 1 0.5 1.9 reagentes 1 1.9 produtos T (K)

0 -119.17 -4.34 -16.47 -139.99 -402.86 -16.47 -419.34 0

100 -116.27 -2.89 -10.96 -130.12 -399.96 -10.96 -410.92 100

200 -113.36 -1.43 -5.43 -120.22 -396.91 -5.43 -402.34 200

298.15 -110.50 0.00 0.00 -110.50 -393.50 0.00 -393.50 298.15

300 -110.45 0.03 0.10 -110.32 -393.43 0.10 -393.33 300

400 -107.52 1.51 5.64 -100.37 -389.50 5.64 -383.85 400500 -104.57 3.04 11.23 -90.30 -385.20 11.23 -373.96 500

132.29 -277.72 134.22 -143.51 2400

144.85 -271.58 141.16 -130.42 2500

157.46 -265.43 148.13 -117.30 2600

170.10 -259.25 155.11 -104.14 2700182.77 -253.07 162.11 -90.95 2800

TAC = algum valor entre 2600 e 2700 K

(apostila: pg. 13)

aproximadamente

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aproximadamentelinear (trecho curto)

-110,5=0,1312 x458,37x = 2651 K

TAC = 2651 K

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EXERCCIO

a) Se utilizssemos oxignio puro na combustoanterior, faa estimativa bem grosseira (suponhacrescimento linear da entalpia) da TAC.

b) Idem, para ar diludo em nirognio (digamos 1 CO+ 0,5 O2 + 3,8 N2 1 CO2+ 3,8 N2 )

c) Digamos que usamos ar enriquecido comoxignio, e no sabemos qual o grau deenriquecimento. Estime este valor, sabendo que aTAC deu 2800K.

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ELETROQUMICA1)Qual a importncia prtica da eletroqumica? 2)Como voc define um

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eletrodo?3)Como possvel fazer a medida do potencial de um eletrodo?4)Podemos afirmar que o potencial desenvolvido em um eletrodo ser sempre o

potencial de equilbrio em qualquer situao? Por qu?

5)O potencial de um eletrodo uma grandeza absoluta ou relativa? Justifique.6)O que representa a densidade de corrente de troca? Explique a influncia destagrandeza no processo de polarizao dos eletrodos.7) Um determinado eletrodo apresentar sempre o mesmo potencial,

independentemente de o mesmo estar imerso em HNO3, HCl ou de H2SO4?Fundamente sua resposta. (Dica: lembrar que a formao da dupla camada eltricadepende da interao entre as espcies presentes na soluo.)8)Suponha a seguinte situao: um metal (M) imerso em uma soluo eletrolticacontendo seus prprios ons, onde a energia livre dos ons metlicos no reticulado

cristalino do metal (GM) menor que a energia livre dos ons metlicos na soluoeletroltica (GMz+). Explique, de maneira sucinta, como ocorrer a formao da

dupla camada eltrica na interface entre este metal e a soluo. O que aconteceriacom o potencial do eletrodo se aumentssemos a energia livre dos ons emsoluo (GMe

z+)?

12) Uma pilha foi construda atravs da associao de dois eletrodos: eletrodo

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12)Uma pilha foi construda atravs da associao de dois eletrodos:eletrodoE1, constitudo por um fio de platina imerso em soluo de H+com pH igual a3, em cujo interior borbulhado hidrognio (H2) a uma presso P1, e eletrodo

E2, constitudo tambm por um fio de platina imerso em soluo com pH=3,em cujo interior borbulhado hidrognio (H2) a uma presso P2>P1.Considere que ambas as solues so desaeradas. Pergunta-se: a) Mesmoconsiderando que os eletrodos so iguais, haver formao de pilha com oconjunto descrito acima? Explique. b) Considerando que ocorra a formao deuma pilha, qual a equao que permite calcular a fem? c) Qual dos eletrodosser o catodo do sistema? d) Se aumentarmos a presso do eletrodo imersona soluo com maior presso de hidrognio, o que acontecer com a femdesta pilha?13)Uma pilha foi formada por dois eletrodos de zinco imersos em soluo desulfato de zinco, ZnSO4. O eletrodo E1 foi imerso em soluo de ZnSO40,2M e

o eletrodo E2 em soluo de ZnSO4 1,5M. Pede-se: a) Qual desses eletrodosformar o anodo da pilha? Justifique sua resposta. b) Determine a f.e.m. dapilha. Dados: EoZn

+2/Zn=0,763V.

14)Uma pilha foi construda por um eletrodo de ferro e um eletrodo de zinco, imersosem soluo aerada contendo 102 M de Fe+2 e pH igual a 6,0. Para essas condies

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pede-se: a) Qual o tipo de pilha formado por este sistema? Explique. b) O eletrodo quefunciona como catodo continuar sendo corrodo depois de fechado o circuito dapilha? c) Suponha que os mesmos metais, isto , ferro e zinco, sejam imersos em

soluo de seus prprios ons, e que a fem da pilha formada seja de 0,4V; supondo quea atividade dos ons Fe2+tenha sido mantida em 102M, determine a atividade dos onsZn2+. d) Suponha que a pilha formada no item c entre em funcionamento. Sabendoque este procedimento provoca a polarizao dos eletrodos, represente graficamenteo que ocorre com a ddp da pilha. Dados: R = 8,3147J/mol.K; T=25oC; F=96500C;

EoFe2+/Fe=0,44V; EoZn2+/Zn=0,763V.

15)Suponha que uma clula eletroltica seja formada por dois eletrodos de cobre puroimersos em soluo desaerada contendo ons de Fe++(0,25M). O pH da soluo iguala 7. a) Se realizarmos uma eletrlise, quais as possveis reaes que iriam ocorrer no

anodo e no catodo? b) Qual deve ser a fora contraeletromotriz mnima a ser aplicadapara que a eletrlise, com deposio de Fe, tenha incio? Dados: pH =log (aH+), pOH=log (aOH); pH + pOH = 14 ; T = 25

oC ; EoH+/H2= 0,0V ; EoFe++/Fe =0,44V ; EoO2/OH

= 0,401V ; EoCu++/Cu = 0,34V. Considere T = 25oC e a presso de oxignio como sendoigual a 0,2 atm.

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1) Defina corroso, densidade de corrente de corroso, potencial de corroso.

2)Como possvel se avaliar a velocidade de corroso de um certo metal?

3) Explique, com base na microestrutura dos metais, como ocorre a corroso dosmetais.

4) O que potencial misto? Explique porque, em sistemas reais, o potencial

desenvolvido na interface do metal com a soluo no o potencial de equilbrio.

5)Para os metais e meios agressivos abaixo relacionados, responder, justificando, emqual ou quais deles ocorrer a corroso do componente metlico quando imersonesses meios. a) Ao imerso em soluo de HCl de pH = 4,0, desaerado, com [Fe+2] =

2,0M; b) cobre imerso em meio de HCl, pH = 4,0, desaerado.c) cobre imerso em meiode HCl, pH = 4,0, desaerado, contendo [Fe+3] = 1,0.102M. Dados: E0Fe+2

/Fe = 0,44V;E0Cu

+2/Cu= 0,337V; E

0Fe

+3/Fe

+2= 0,771V; [Cu+2] = 106M.

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6) Num estudo de avaliao da agressividade de um certo meio para ao carbono,encontraram-se os seguintes valores: Densidade de corrente de corroso= 5.10-6A/cm2; potencial de corroso de -460mVxECS. Pergunta-se: se o desgaste mximopermitido para o ao no meio em questo de 5mpy, possvel aprovar o emprego doao para o meio testado acima. Dados:F= 96500C; MAFe= 55,85g/mol; Fe= 7,84g/cm3

7) A corroso galvnica um tipo de corroso em que o acoplamento de metais

diferentes traz problemas de desgaste severo no metal menos nobre do par. Explicar,atravs de curvas de polarizao, o porqu desse ataque acentuado no menos nobre.Caso a formao do par galvnico seja inevitvel, o que voc sugere que seja feito paraamenizar o problema (fazer pelo menos trs sugestes).

1) Consultar a tabela de potenciais de eletrodo padro ou potencial redox e selecionar um

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) p p p

agente oxidante capaz de transformar:

Cl- a Cl2; e Pb a Pb+2

Da mesma forma, selecionar um agente redutor que possa converter:

Fe+2 a Fe e Ag+a Ag.

2) Se num solo hmuitos ons NO2-e grande quantidade de matria orgnica e H2S, com base

nos dados abaixo, possvel prever a destruio de matria orgnica ou a transformao deH2S a SO4

-2?

3) Achar o Eh para a reao redox abaixo, fora das condies padro: soluo SnCl2deconcentrao 0,10 M. Metais e substncias puras apresentam atividades unitrias.a) Sn(s) + 2AgCl(s)2 Ag(s) + Sn+2 + 2Cl- E0= 0,359V a 250C

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