Crescimento E Desenvolvimento

1. Objectivo da experiência

• saber medir a taxa de reacção.
• para saber o que afecta a taxa de reacção.
• para saber como prevenir a enferrujação

2. Química do ferro enferrujado. Rust é um termo geral para óxidos de ferro formados pela reação de ferro com oxigênio. Várias formas de ferrugem são distinguíveis visualmente, e forma em circunstâncias diferentes. A composição química da ferrugem é tipicamente óxido de ferro(III) hidratado (Fe2O3.nH2O), e em condições úmidas podem incluir hidróxido de óxido de ferro (III) [FeO (OH)]. Ferrugem é o termo comum para corrosão do ferro e suas ligas, como o aço. Embora a oxidação de outros metais seja equivalente, estes óxidos não são comumente chamados de ferrugem.

ferro sólido puro oxida em água:

Fe(s)- > Fe2+(aq) + 2e-

estes electrões irão reagir rapidamente com os íons de hidrogénio dissociados(na forma H3O+(aq)) e com o oxigénio dissolvido na água(O2 (aq)):

4e-(aq) + 4H3O+(aq) + O2(aq) -> 6H2O(l)

Portanto, como visto a partir da equação acima, mais ácida a água, maior será a taxa de corrosão (já que a concentração de H3O+(aq) será maior.) Em valores extremamente baixos de pH, os íons de hidrogênio reage com os elétrons, produzindo gás hidrogênio, em vez disso:

2H+(aq) + 2e-(aq) -> H2(g)

Assim, como visto a partir da equação acima, o pH da solução (se é água pura ou água contendo eletrólitos) sobe. Isto leva à formação de OH – ions (nos casos em que o corpo de água é significativamente grande, o pH não aumenta tão acentuadamente, mas isso não é de nenhuma consequência, uma vez que os OH – ions estão sempre presentes, mesmo em água pura.) As catiões então reagem com o OH-ou mesmo os h+ iões e oxigênio dissolvido para formar uma variedade de compostos, que constituem ferrugem:

Fe2+(aq) + 2OH-(aq) -> Fe(OH)2(s)

4Fe2+(aq) + 4H+(aq) + O2(aq) -> 4Fe3+(aq) + 2H2O(l)

Fe3+(aq) + 3OH-(aq) -> Fe(OH)3(s)

a Partir da equação acima, vê-se que o pH e a quantidade de oxigênio dissolvido podem afetar o resultado das reações. Em água com oxigênio dissolvido limitado Fe3O4(s) é formado, que é um sólido preto e comumente chamado lodestone:

6Fe2+(aq) + O2(aq) + 12OH-(aq) -> 2Fe3O4(s) + 6H2O(l)

porosa de Fe(OH)3 ferrugem lentamente pode desintegrar-se em uma forma cristalizada, que é o familiar vermelho-ferrugem marrom:

2Fe(OH)3(s) -> Fe2O3•H2O(s) + 2H2O(l)

3. Prevenção de ferrugem => Acabamentos

Nome	Foto	Recurso
prego Comum		Brilhante pregos comuns não têm nenhum acabamento. Podem causar ranhuras de ferrugem, se forem utilizadas em assentamento ou descasque. A ferrugem hidratada é permeável ao ar e à água, permitindo que o metal continue a corroer – internamente – mesmo após a formação de uma camada superficial de ferrugem. Dada a hidratação suficiente, a massa de ferro pode eventualmente converter-se inteiramente em ferrugem e desintegrar-se.
unha galvanizada		uma maneira comum de fazer pregos resistentes à corrosão é revesti-los com zinco. As unhas mergulhadas a quente foram galvanizadas mergulhando-as em Zinco Derretido. As unhas electrogalvanizadas são revestidas com zinco, e não são tão resistentes à corrosão como as unhas de imersão quente. Um terceiro processo peca zinco sobre a unha. Ao aumentar a superfície do prego, todos estes tratamentos-mas especialmente a imersão a quente–aumentam o poder de retenção do prego. Estes dependem dos óxidos de zinco protegendo a superfície outrora riscada ao invés de oxidar como um ânodo sacrificial. Nesta imagem, a cor de prata é zinco. A ferrugem do zinco é branca.
unha revestida de vinilo		o Controle de corrosão pode ser feito usando um revestimento para isolar o metal do ambiente, como ar(oxigênio) e água. Tinta, Cera, vinil e cimento são substâncias comumente usadas para revestimento. O revestimento de vinilo também proporciona maior poder de retenção. Nesta imagem, a cor amarela é causada pelo revestimento de vinil. No entanto, o estado do revestimento nem sequer resultou em enferrujamento desigual.

4. A taxa de reação

é uma medida da rapidez com que uma reação química ocorre. Nós geralmente expressamos a taxa de reação em termos de quão rápido um produto é produzido ou quão rápido um reagente é consumido. A taxa de reação de uma reação química, aA + bB → pP + qQ, pode ser definido como:

Para a oxidação, é difícil escrever uma equação, devido à complexidade da reação. Assim, podemos expressar a reação como a seguinte.

Ferro + Oygen → óxidos de Ferro (ferrugem)

4Fe + 3O2 → 2 Fe2O3

de Acordo com a lei de conservação de massa, o aumento da massa de prego e a ferrugem é a quantidade de oxigênio.

taxa de enferrujamento = /

= /

= /