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Exemplos de Concentração Célula e Spontaneidade do Processo de Corrosão

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. Vamos começar a palestra 18 .Nós discutimos ah a célula de concentração em breve e então atacamos um problema sobre ah corrosiondebaixo chuva água droplet. E depois explicamos que ah na posição de centro depois de alguma carne a posição de centro se torna preferencialmente ânodo e a porção anular torna-se preferencialycathode porque temos mais oxigênio lá. Então, lá a reação catódica deveria acontecer e eles agiriam como cátodo no centro porção anímica reações que o ferro iria de ferro a ferro mais ônibus tanto quanto o ferro mais 3. E aqueles ferro mais 3 assim como mais ah 2 ,eles combinarão com OH qual menos que é o produto para este produto ah em reações de teredução de oxigênio em uma peça em em combinação com a água. Assim, theyirá formar hidróxido férrico ou hidróxido ferroso e eles depositarão em torno desse centro posons.Agora, ah você pode ter visto que em alguns casos se deixe dizer ah alguma manivela é ah fixado em um bloco de madeira ah fixo na porta ou em alguns lugares ah na janela. E você pode ver que se você depois de algum tempo depois de alguns anos; se você pegar aquele ah particularblo [ck]-em especial o bloco de metal para fora, a porção onde ah guinada foi feita. Andif você observa o parafuso cuidadosamente ou a unha cuidadosamente, você veria uma observaçãoagradável se você for se observou antes. Eu trouxe 2 amostras ah vamos ver whetherwe pode ver alguma coisa e então podemos ter uma correlação direta ah ah nessa célula de concentração e aquela célula de aeração diferenciada que se desenvolve devido a diferença na concentração de oxigênio. Agora primeiro exemplo eu estou mostrando ah esta é uma madeira quebrada ah então itera pregado aqui; isto foi fixado em um particular esta madeira quebrada em particular estava fixada em aoutro bloco com este prego este era um prego ou melhor seu parafuso este é um parafuso este é um parafuso se você ver este corte você pode ver este corte. Então, deixe-me colocar uma caneta e então se você ver esse corte. Então, este é o corte assim; isso quer dizer, é um parafuso é um parafuso e ver a parte superior parte do parafuso que seu corroído há ferrugem vermelha é a assinatura do repouso vermelho. Mas uma vez que você vê esta parte a parte que está indo para dentro da madeira; deixe-me ver esta parte se eu ver esta parte se eu ver esta parte deixe-me colocar luz sobre isso; então, você vai ficar claro se você ver isso você pode ver isso carefullyah pode zoom-lo pouco mais é possível zoom.Então, eu estou falando sobre este prego esta unha esta unha ah, este é o prego que estou falando sobre o resto da parte do parafuso é seriamente corroído. Mas parte superior que está exposta à atmosfera é corroída, mas isso não é grave; isso também pode ser explicado a partir do teor de diferencefação de oxigênio. Agora, vamos ver mais um; se vermos este aqui é mais severo é o objeto de metal e há parafusos aqui, há 2 parafusos aqui e um screonde ok. Então, quase tipo similar de parafuso um screwis errando porque quando eu puxei para cima e então uma vez que o parafuso ficou faltando. Mas se você ver este segmento em particular este parafuso top há corrosões não estou dizendo que não há corrosão, há corrosão, há corrosão, mas curiosamente se você ver o outro partif você vê que é um tipo de esfoliação este parafuso o resto do parafuso inchou. E este inchaço aconteceu por causa deste hidróxido de ferro e hidróxido de ferro [xide]-formação de hidróxido de ferro estas são rust estas são basicamente a ferrugem vermelha. E se você ver esta parte alguma parte desapareceu porque a corrosão foi tão grave que a parte de alguma coisa desapareceu porque se perdeu na atmosfera não naquele particular subsina aquela parte de madeira em particular porque foi fixada como esta no sobre uma madeira. Então, esta é uma madeira e esta foi fixa como esta ok. Então, agora, por que há um pouco de corrosão em cima, mas a parte que entrou na madeira lá nós vemos muitas corrosões. Então por quê? Então, isso também pode ser explicado usando esta célula de concentração .Agora, se eu vejo essa parte de cima se vejo essa parte de cima a parte de cima está exposta ao ambiente. Sim há umidade há oxigênio, mas a parte inferior que entrou na madeira; apesar de assumirmos que a madeira ah também a madeira é de perviosidade porque há fibras que as fibras podem ter umidade ou mesmo a umidade pode entrar na madeira na hora. E, mas o teor de oxigênio em cima e o mesmo; isso significa, temos eletrolítico que os eles estão basicamente conectados eletricamente. Porque aqui também temos umidade aqui também temos umidade porque a madeira contava a insumidade por todo o tempo em que a umidade pode varrer e esta parte é claro, nós havemoisture. Ao mesmo tempo temos oxigênio aqui, mas o teor de oxigênio neste zoneão será muito menor. Por isso, aqui temos um oxigênio máximo, mas à medida que vamos em direção à profundidade o oxigenado reduziria drasticamente. Então; isso significa, essas zona a madeira de extreme-parte seja anode, mas a parte superior onde temos mais oxigênio; assim, reacionamento catódico é a redução de oxigênio na mídia neutra. Então, essa reação aconteceria sobre este entiresurface, mas a parte de baixo onde não temos oxigênio que se torna o meu ânodo. E o ferro de dissolução de sinceferro vai para íons de ferro são fortes reações anímicas essas reaciones aconteceriam aqui. E então aqueles íons de ferro que estão se formando eles combinarão com thisOH menos que estão se formando e eles formam ferrugem vermelha ou hidróxido ou um óxidos hidratados de ferro. Então, isso é novamente pode ser explicado a partir do ponto de ah concentração diferença de oxigênio. Então, este é um exemplo clássico ah você mighttambém ver em vários locais tal tipo de coisas acontecem. Então, agora é isso que eu quero dizer que a célula de concentração é uma consequência séria até mesmo fenda ou pitting corrosões. Estas duas são formas muito sérias ah formas de corrosão como já explicamos antes porque elas arelocalizaram extremamente localizadas e ah elas também estão relacionadas com a concentração diferênciade oxigênio. Assim, na parte crevicida haveria a oxigenação e o afastamento da parte crevicizada; ainda temos oxigênio. Assim, o creviced parttorna-se preferencialmente anode e a seção de fenda longe da seção de crevice, o theyirá atuar como cátodo. Assim, a parte crevicida correria corroído; a parte catódica a restof a parte corroeria menos. Da mesma forma pese também na zona de pitting temos preferencias e preferencialmente reações anodicas ou dissolução de ferro e então formação de óxido de ferro ou hidróxido de ferro eles se formariam e o restante da peça permaneceria como catodeporque lá temos mais oxigênio. Então, estes são o tipo de ah exemplos o que findamos nosso dia a dia ah fenômeno de corrosão. Agora na palestra 18; olharemos para que as corrosões estão ocorrando por causa da formação de íons. E aí temos um desenvolvimento de células de aconcentração e de oxigênio efeito oxigênio ah, pode mudar região curta e depois podemos ter cátodo e anode todos esses exemplos que colocamos. Agora final temos que ver que quando um metal oxida ou corrói em um determinado aquarela. Agora, quando falamos de meio aquoso; no início nos concentramos em concentrar-nos em uma presença de umidade ou de água. E whenwe fala sobre umidade ou água temos que falar sobre nível de pH ou p OH nível. Por isso, agora, vamos considerar a presença de íons metal pH e água. Por isso, quando temos esse tipo de sistema que são comumente observados ok. Então, lá temos que ver em que condiçãotemos a corrosão desse metal particular. Agora quando falamos sobre isso que condiçãoque inicialmente falamos sobre a parte termodinâmica; isso significa, inicialmente temos que ver se a mudança de energia livre para esse processo de corrosão é negativa ou não. Quando o processo de corrosão livre a mudança de energia é negativa, dizemos que a corrosão isspontânea. Caso contrário, se vemos que a mudança de energia livre se torna positiva então a wemay diz que nós teremos que dizer que o processo de corrosão não é ratherit espontâneo é difícil; antes termodinamicamente vamos dizer que não é viável. Então, vamos ter alguns exemplos para antes que a gente veja esta trama em particular. Esta trama em particular é uma trama séria e eu quero que você entenda essa trama e tempos de tempos esta trama veio neste conjunto particular de palestras. Por isso, vemos delta G 0; E0 e K, K é a constante basicamente ah de equilíbrio. Então, agora, relação entre esses condes basicamente l n K igual a n F E 0 e aqui ele será delta G 0 igual a menos RT l n K e aqui delta G 0 igual a menos n F E 0; assim, estas são as relações betweenthe arms. Agora, se tentarmos ver-nos dizer delta G 0equal a 0; agora para uma determinada reação de equilíbrio vamos dizer que esta é a minha reação de equilíbrio eu estou considerando M ah n e igual a M n plus; assim, esta é a reação do que se fala o que se fala. Então se considerarmos a mudança padrão de energia livre delta G 0; isso significa, P igual a 1 atmosfera T igual a 298 Kelvin; então, K seria 1; portanto, K não é nada, mas actividadede M n mais por atividade de M. Agora, quando temos este de ser 0; então wesee E 0 ox vermelho igual a 0; agora se delta G 0 menos de 1 so; isso significa, há uma quitea muita espontaneidade nesta reação em particular; isso significa, por esse tempo consideramos essa reação; isso significa que a reação de frente está a acontecer. Portanto, para uma reação de frente; para a reação de frente; de modo que o caso K se torna maior que 0; isso significa, K se tornar positivo. Então, mais quantidade de produto vai se formar e que o tempo E 0 boi vermelho também maior que 0; desculpe aqui nós cometemos um erro porque quando é 0 aquele tempo 1. Então, é mais than1 e quando isso é igual a este é menor que 1; assim, este torna-se maior que 0.Now, K maior que 1 e K igual a 1 meios; portanto, as reações para frente e para trás teoricamente são igualmente possíveis, mas quando K maior que 1; significa que o encaminhamento preferencialmente está ocorrindo. E é isso que quando isso se torna menor do que o delta G 0 é menor que 1; assim, essa condição se mantém verdadeira; assim, há um gradiente potencial positivo; a socurrrente fluiria. Agora, se delta G 0 maior que 1 então antefrente reação. Assim, aquele caso K menos de 1 e E 0 a menos de 0; assim, quer dizer, a reação teórica seria menos provável e a reação atrasada; isso significa, essa reacionartorna-se mais provável se nós temos essa situação e que tempo temos isso então; isso significa, o potencial iria em direção negativa; isso significa, o catódico. Então, nós assim; isso significa, temos menos quantidade dessa reação assim; isso significa que o íon de metal não seria formado rathermetal íon se reduziria. Assim, quando dizemos que o íon metal se reduziria; significa que o processo de corrosão que significa processo de formação de íons não seria uma probabilidade, em vez de deposição torna-se minha probabilidade de que caso possamos dizer que a corrosão é a corrosão do controlledor é minimizada. Mas neste caso a corrosão é maximizada ok e neste caso o equilíbrio. Então, a corrosão assim como o deposição de metal eles estão acontecendo ata mesma taxa. Então, essas 3 situações esta que é situação I, esta é a situação II e esta é a situação III. De fato, a situação II e III guiariam-nos se a corrosão se daria ou não. Agora, quando falamos de sistema normal; isso significa, digamos níquel em H 2 O de certo pH. Assim, o níquel pode ficar oxidado; isso significa, o níquel pode formar níquel íon so; isso significa, é uma corrosão ou pode voltar e formníquel. Então, isso se torna minha reação catódica ou menos corrosão e que o tempo; já que estes são todos os estados padrão; isso significa, E 0 assim como G 0, weare falando sobre estado padrão e no sistema real podemos não manter o standardstate. Então, a concentração de níquel na água não pode ser 1 que a atividade do níquel íon pode não ser 1; assim, que tempos temos que considerar situação não padrão. Na situação não padrão, temos o tipo similar de análise. Então, esse tempo nós temos que considerar essa equação ela é Q ou o quociente de atividade. Assim, Q canbe escrito na forma de atividade de n mais a atividade de M; portanto, estamos falando com referência a esta reação. Então, lá nós estamos tendo uma mudança de energia livre não padrão e então temos que considerar esse valor. Temos que se vermos isso vai ser maior than0; isso significa, a reação de reação ou reação de corrosão não é viável. E se delta G menos de 0; isso significa, processo de corrosão é e aqui estamos considerando a referência à corrosão ok; assim, esse caso este seria um processo viável. Agora o nosso interesse seria descobrir com os dados configurados o que podemos gerar a partir disso para ver se isso é maior que 0 ou este é menos de 0 naquele determinado condição.Então, para saber disso temos que ter um problema numérico e então seria reallyclaro que sim se temos essa condição; isso significa, este é o nível de pH, esta é a temperatura, este é o nível de pressão; então podemos decidir que se um particularmetal correria corroído naquela solução específica. E quando falamos em corrosão nessa particularização; isso significa, o processo de corrosão se torna espontâneo. E quando falamos de aboutespontaneidade temos que considerar a mudança de energia livre e temos que dizer que esta condição é ismet. Agora, para fazer que levaremos a tona o aproblema; aquele problema que estou tomando de um livro que é um livro Princípios de livro muito bom de; Princípios de Engenharia de Corrosão e Controle de Corrosão por Zaki Ahmad; você pode ler este livro Este é um livro fantástico, vou apenas tirar um problema daquele .Então, a declaração do problema diz que calcule a tendência teórica de níquel à solução deaerada corroborada, água desgastada onde pH igual a 8. E assumo o potencial de corrosão; os produtos de corrosão são H 2 e Ni OH inteira 2. Dados dados K SP para Ni OH whole2 igual a 1,6 em 10 para a potência menos 16, E 0 Ni mais Ni mais igual a Ni igual a menos 0.25volt; temperatura do curso, é 298 Kelvin, pressão igual a 1 atmosphere.Então, agora é dizer tendência teórica; portanto, tendência teórica sempre que estamos falando de tendência teórica; consideremos primeiro que o níquel está corroendo. Então, o níquel 2 e igualando o níquel mais essa reação está ocorrando. E então veremos que se essa reaçãoacontecer então temos que encontrar delta G 0 para todo o sistema deve ser menor que 0.So, então nós diriam que a corrosão do níquel é espontânea; portanto, esta é corrosão. Butif encontramos delta G 0 delta G maior que 0; então vamos dizer que isso é non espontaneousand isto é espontâneo, estamos falando de corrosão de níquel. Agora, estamos falando de; por isso, quando dizemos que sistema inteiro; portanto, não para esta reação em particular. Então, nós havetamos ver a outra reação que ocorre porque esta esta é a minha reação anímica; então, temos que ter uma reação catódica. Então, reação catódica é essa; então agora, ifI 2 isso; então, se eu acrescentá-los. Então, então ele se torna Ni mais 2 H mais ele vai para Ni mais H2. Então, este é o meu total essa é a minha reação geral do sistema; isso significa, há um catódico equivalente assim como reações anodicas; portanto, esta é reação micatódica. Mas, além disso, vemos que o Ni OH2 está se formando e tem um produto de solubilidade muito baixo. Então; isso significa, estes Ni mais o mais, este Ni mais plus vai reagir com OH menos que já está lá no sistema de água.Porque a água também podemos dissociar H 2 O; ele vai para H mais OH menos; portanto, esta reaçãowe pode considerar. Então, quando consideramos essa reação então temos que cuidar também de K SP deste H 2 O. Então, o K SP de um 10 para a potência menos 14. Então, este 10 para o powerminus 14 podemos escrever H mais em OH menos igual a 10 para a potência menos 14.So, se tomarmos log; portanto log de H mais log de OH menos igual a menos 14. Por isso, ifwe pegar menos log de H mais e menos de log de OH menos igual a 14; já que temos onemore um H mais e um OH menos. Então, podemos supor que o número de H mais e numero de OH menos deve ser igual. Então, então isso e isso eles teriam igual contribuição para este 14. Então, eu posso dizer que e isso não é nada, mas pH mais isso não é nada, butp OH igual a 14. Agora, se temos 7 e 7; então ela passa a ser 14and temos se temos uma solução neutra que o tempo o pH é 7. Então, é isso que a weter p OH também é 7; agora aqui temos pH pH igual a 8. Então; isso significa, H mais concentração não é nada, mas 10 para a potência menos 8; já que menos log de H mais igual a 8 e que é o que é a concentração de H mais eu posso encontrar out.Então, agora se eu descobrir H mais então eu posso descobrir OH menos em H mais igual a 10 para o poder menos 14. Então, eu sei qual é a concentração de H mais íon; então, eu posso encontrar 10 para o powerminus 14 igual a 10 para a potência menos 8 em até 10 para a potência menos 6; assim, eu sei a concentração de OH menos. Agora uma vez descobriremos OH menos agora estes OH estão disponiveis para reagir com este OH está disponível para reagir com Ni mais e quando reagem; theyform inteiro 2. Então, agora também terá o seu próprio equilíbrio; agora lá a quantidade de níquel mais que está disponível no sistema seria decididamente pelo K SP de Ni OH inteira 2. Porque uma vez Ni OH inteira 2 formas, a solubilidadelimitada de Ni OH inteira 2 permitiria pouco mais de níquel mais íon para estar presente na tesolução e uma vez que conhecemos a concentração de níquel mais a mais na solução; então podemos descobrir qual é o potencial que geraria para este particular reação, para esta reação em particular naquela solução em particular e também conhecemos pH.Então, também podemos descobrir o E 1 e E 2 e então podemos ter uma diferença entre estes 2 potenciais de areia que levariam a descobrir essas 2 situações. Por isso, vamos discutir esse sameproblema em nossa próxima palestra; por enquanto nós sabemos que temos que ir por via dessa rota para descobrir a concentração de níquel, concentração de íons de níquel na solução. Vamos parar por aqui; continuaremos esta palestra em nossa próxima aula. Obrigado.