Questão 23 Fuvest 2023 - 1ª fase
Alguns aviões empregam fibra de carbono em uma porcentagem significativa de suas estruturas, tornando-as muito menos densas. Partes da estrutura, no entanto, são compostas por metais. Devido à baixa densidade, o alumínio seria uma boa alternativa de metal a ser usado. Entretanto, quando em contato com fibra de carbono, o alumínio é corroído. Esse processo é denominado corrosão galvânica e acontece quando dois materiais que possuem potencial elétrico diferentes são colocados em contato com um eletrólito, como uma solução salina. Para abordar esse problema, pode-se avaliar os potenciais elétricos, densidade e preço aproximado de diversos materiais apresentados na figura a seguir.
Considerando o exposto, o elemento mais adequado para ser utilizado no lugar do alumínio de forma a obter os menores custo e densidade possíveis, com a máxima resistência a corrosão possível, é:
| a) |
Ouro. |
| b) |
Titânio. |
| c) |
Prata. |
| d) |
Cádmio. |
| e) |
Zinco. |
A escolha para substituir o alumínio deve apresentar os menores custos e densidade, além de maior resistência à corrosão galvânica. A corrosão é um processo que ocorre em metais muito reativos, no ânodo ou anodo. Na fila de reatividade ou facilidade para sofrer oxidação, a ordem decrescente é a seguinte: Li, K, Rb, Cs, Ba, Sr, Ca, Na, Mg, Al, Mn, Zn, Cr, Fe , Co, Ni, Sn, Pb, H, Cu, Hg, Ag, Pd, Pt, Au.
a) Incorreta. O ouro apresenta os maiores valores de custo (R$ 3,2 .105)/kg) e densidade (19,3 g/cm3), apesar de apresentar elevada resistência à corrosão em virtude de seu potencial positivo de redução.
b) Correta. Considerando a inadequação do alumínio, procuramos por metais que apresentem maior resistência à corrosão, quando comparados a esse elemento. Dentre as opções apresentadas na figura, o titânio (Ti) é um dos que apresentam os menores valores de densidade (4,5 g/cm3) e custos (R$ 150/kg), além de boa resistência à corrosão. O alumínio e o zinco, embora apresentem custos mais baixos do que o titânio, são inadequados pela baixa resistência à corrosão.
c) Incorreta. A prata, assim como o ouro, apresenta elevado custo (R$ 4 .103/kg) e elevada densidade (10,49 g/cm3), sendo, portanto, inadequada para substituir o alumínio, mesmo tendo maior resistência à corrosão.
d) Incorreta. O cádmio (Cd), assim como o titânio, apresenta baixo custo (R$ 150/kg), porém, o cádmio apresenta maior densidade e maior potencial de corrosão quando comparado ao do titânio, tornando menos adequado do que o titânio para substituir o alumínio.
e) Incorreta. O zinco apresenta custo (R$ 15/kg) igual ao do alumínio, mas tem menor resistência à corrosão, tornando inadequada a escolha deste metal de transição externa.