Materiais. Corrosão e Protecção de Materiais
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- Elias Álvaro Valverde
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1 Mters Corrosão e Proteção de Mters Doente: João Slvdor Fernndes Lb. de Tenolog Eletroquím Pvlhão de Mns, Pso 4 joo.slvdor@teno.ulsbo.pt Ext. 1964
2 Dgrms de Equlíbro E-pH (Pourbx) Comportmento de um metl em meo quoso Atvdde (ou dssolução ou orrosão), qundo um metl se enontr ns ondções orrespondentes à estbldde dos seus ões smples ou omplexos. Imundde, qundo um metl se enontr ns ondções orrespondentes à su estbldde termodnâm Pssvdde, é o estdo em que o metl não sofre prtmente orrosão, por se enontrr reoberto por um flme (no entnto não se enontr no estdo de mundde). A su tensão é sempre ms nobre do que do metl mune. Um metl pssvo pode nd dssolver-se, se bem que muto lentmente (orrosão pssv), tudo dependendo ds rterísts ondutors ds pelíuls pssvs. João Slvdor IST
3 Dgrms de Equlíbro E-pH (Pourbx) Cádmo Quse nobre Sofre orrosão em soluções áds e em soluções muto llns N prát, s veloddes de orrosão são bxs (elevd sobretensão pr lbertção de H 2 ) Em soluções llns (10<pH<13) o Cd reobre-se de um flme protetor de hdróxdo pssvção Pr ph s ms bxos ou ms ltos o hdróxdo solublz pr Cd 2+ ou HCdO 2-, respetvmente João Slvdor IST
4 Dgrms de Equlíbro E-pH (Pourbx) No dgrm E-pH do ádmo podem então defnr-se: Um domíno de mundde Um domíno de orrosão em meos ádos/neutros Um domíno de pssvção em meos llnos (10<pH<13) Um domíno de orrosão em meos muto llnos João Slvdor IST
5 Dgrms de Equlíbro E-pH (Pourbx) Utlzção dos dgrms E-pH Mets puros (não exstem pr lgs) e em soluções sem espées omplexntes ou que formem ss nsolúves Assumem reções reversíves e rápds e não ontblzm nét Requerem o onhemento ds tvddes ds espées muts vezes b-se por utlzr onentrções O ph onsderr é o d solução que está em ontto om o metl (muts vezes dferente do ph globl do meo) Nests representções us-se o termo pssvção sempre que se form um óxdo ou hdróxdo nsoluvel, ms nem sempre eles têm propreddes protetors João Slvdor IST
6 Dgrms de Equlíbro E-pH (Pourbx) Como utlzr os dgrms E-pH? Os dgrms E-pH forneem nformção termodnâm sobre os equlíbros: Lnhs de equlíbro Zons de estbldde ds espées À prtd, onheendo pens o ph, não é possível sber qul o estdo em que o metl está: Dependendo do potenl que se estbelee, poderá estr n zon de mundde ou noutr É preso sber se exstem espées oxdntes ou se o meo está rejdo ou desrejdo João Slvdor IST
7 Dgrms de Equlíbro E-pH (Pourbx) Como utlzr os dgrms E-pH? Importân ds lnhs e b: A lnh represent reção de redução do H + ; Se ess lnh se enontr m d zon de mundde, o potenl de orrosão do metl deverá stur-se entre lnh de equlíbro Metl/Ião metálo e lnh ; Esse potenl de orrosão está, então, studo no domíno d orrosão; Nesse so, o potenl de orrosão tem-se o metl oxdr-se e o H + reduzr-se; João Slvdor IST
8 Dgrms de Equlíbro E-pH (Pourbx) Como utlzr os dgrms E-pH? Importân ds lnhs e b: Se lnh se enontr dentro d zon de mundde, o metl não poderá orroer-se por ção do H +,.e., o metl não se orró em meo desrejdo Contudo, se o meo for rejdo (om oxgéno), teremos que tender à lnh b, que represent reção de redução do O 2 ; No so do obre, não hverá orrosão em meo desrejdo ms poderá oorrer em meo rejdo. João Slvdor IST
9 Usndo o dgrm E-pH pr o sstem N-H 2 O, ndque qus s reções nóds e tóds pr níquel metálo em águ, dmtndo tvddes de 10-6 pr s espées solúves, ns seguntes ondções: ph=2, desrejdo ph=10, desrejdo ph=2, rejdo ph=10, rejdo João Slvdor IST
10 Determnção de Veloddes de Corrosão Ensos Eletroquímos Equção de Frdy M t m = I orr nf I orr <> A (Ampere) C.s -1 F ( te de Frdy) = C mole -1 (rg de um mole de eletrões) M. A. t m = orr nf m t = orr M. A nf Velodde de orrosão (perd de mss) r = m = t. A orr Tx de Penetrção r ' = r = m ρ t A ρ João Slvdor IST M nf mdd <> mg d -1 dm -2 mm no -1, mls yer -1 (mpy)
11 Rets de Tfel 2.50E E E+00 [ b ] s r ( E ) ' ( ) ' Eo b E Eo b ( E Eo ) b ( E = + = Eo ) 0 e e = E+00 Potenl E / V 5.00E E E-01 E orr = b b ( E E o,m ) b M, ( E E o,h ) b H, M, + H, = 0,M 10 0,H E E+00 orr 1E-8 1E-7 1E-6 1E-5 1E-4 1E-3 1E-2 1E-1 Densdde de Corrente, / A m -2 João Slvdor IST
12 Rets de Tfel Problem 16: Determne o potenl de orrosão e densdde de orrente de orrosão, dmtndo ontrole por tvção pr mbos os proessos tódo e nódo, tendo em ont os seguntes ddos: M + + e - M E 0 = -0,7V 0 = 10-8 A/m 2 b = 0,1 V 2H + + 2e - H 2 E 0 = -0,1V 0 = 10-6 A/m 2 b = 0,1 V Resolução: = 10( E Eo, ) o, = o, 10 ( ) E b Eo, b log log = log o, = log o, E + E E b E b o, o, E E o, o, b log o, log o, Ao potenl de orrosão : E E b o, o, log log orr orr log log E = o, orr o, orr log E b orr o, o, log b b o, o, log E = log E o, orr o, o, o, orr = b orr log log log o, orr o, = log log o, o, (- 0.7) + 0.1log log 10-6 = 4 orr = 10 4 A m 2 João Slvdor IST 2016 Substtundo E E o, log o, orr e E orr = orr o, em : log orr o, E orr 10 = log E orr = 0.3 V 12
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