Questão 127 Enem 2022 - dia 2 - Matemática e Ciências da natureza

Questão 127

Eletroquímica

A nanotecnologia é responsável pelo aprimoramento de diversos materiais, incluindo os que são impactados com a presença de poluentes e da umidade na atmosfera, causadores de corrosão. O processo de corrosão é espontâneo e provoca a deterioração de metais como o ferro, que, em presença de oxigênio e água, sofre oxidação, conforme ilustra a equação química:

$4 F e (s) + 2 H_{2} O (l) + O_{2} \to 2 F e_{2} O_{3} \cdot H_{2} O (s)$

Uma forma de garantir a durabilidade da estrutura metálica e a sua resistência à umidade consiste na deposição de filmes finos nanocerâmicos à base de zircônia $(Z r O_{2})$ e alumina $(A l_{2} O_{3})$ sobre a superfície do objeto que se deseja proteger.

CLEMENTE, G. A B. F. et ai. O uso de materiais híbridos ou nanocompósitos como revestimentos anticorrosivos do aço. Química Nova, n. 9, 2021 (adaptado).

Essa nanotecnologia aplicada na proteção contra a corrosão se baseia no(a)

a)	proteção catódica, que utiliza um metal fortemente redutor.
b)	uso de metais de sacrifício, que se oxidam no lugar do ferro.
c)	passivação do ferro, que fica revestido pelo seu próprio óxido.
d)	efeito de barreira, que impede o contato com o agente oxidante.
e)	galvanização, que usa outros metais de menor potencial de redução.

Resolução

a) Incorreta. A proteção catódica consiste na utiização de um metal com maior tendência à oxidação que o metal a ser protegido de modo que este, passe a atuar como um catodo no conjunto, impedindo que sofra processo corrosivo. Já o material utilizado como protetor, atua como anodo no sistema, sofrendo oxidação.
No sistema descrito, o alumínio e o zircônio estão em suas formas oxidadas, com números de oxidação (NOx) +3 e +4, respectivamente. Dessa forma, não poderiam atuar como proteção catódica já que, para isso, teriam que ser oxidados.

b) Incorreta. Para que fossem utilizados como metais de sacrifícios, os componentes dos filmes finos nanocerâmicos deveriam conter metais em sua forma reduzida, o que não ocorre já que nos óxidos citados, uma vez que zircônio e alumínio estão em seus mais altos estados de oxidação, +4 e +3, respectivamente e, dessa forma, não poderiam ser oxidados como metais de sacrifício.

c) Incorreta. A proteção contra o corrosão é estabelecida pela deposição de filmes finos nanocerâmicos à base de zircônia ( $Z r O_{2}$ ) e alumina ( $A l_{2} O_{3}$ ) e não pela formação de camada passivadora de óxidos de ferro na superífice. Portanto, a passivação do ferro não ocorre no sistema descrito.

d) Correta. O revestimento dos objetos de ferro metálico pelos filmes finos nanocerâmicos descritos tem a função de impedir o contato de oxidantes presentes no ambiente, como $O_{2}$ , com o metal protegido e, dessa forma, inibir o processo de oxidação, protegendo o ferro da corrosão.

e) Incorreta. A galvanização consiste no revestimento de uma estrutura metálica por um metal ou liga metálica de maior potencial de redução, ou seja, menor tendência a sofrer corrosão. Nesse sistema, o revestimento ocorre por óxidos nanoestruturados e não por deposição de metais não sendo, portanto, um caso de galvanização.