ÁREA: Iniciação Científica
TÍTULO: CORROSÃO DE COBRE EM MEIO CITRATO EM DIFERENTES VALORES DE pH.
AUTORES: VIEIRA, G.L. (UECE) ; ROCHA, T.N. (UECE) ; MAGALHÃES, C.E.C. (UECE) ; SILVA, R.C.B. (UECE)
RESUMO: Este trabalho tem como objetivo avaliar a corrosão do cobre em meio citrato em distintos valores de pH. Foram conduzidos o ensaio de imersão com perda de massa e as técnicas de espectrofotometria de absorção atômica e de microscopia eletrônica de varredura. A taxa de corrosão do cobre foi igual a 1x10-2, 3x10-3 e 4x10-3mg.cm-2h-1, para pH 5, 7 e 9, respectivamente. A concentração de íons cobre total no meio aumenta para pH ácido. Por outro lado, tem-se que para valores pH acima de 5, ocorre a formação de óxidos sobre a superfície, o que inibiria a dissolução ativa do metal. Pode-se dizer que corrosão do cobre é uniforme em toda a extensão da superfície e que a formação de produtos insolúveis, tais como óxidos, acontece.
PALAVRAS CHAVES: cobre, citrato, ph.
INTRODUÇÃO: A grande demanda por cobre pelas indústrias de eletroeletrônicos é devida à sua propriedade de alta condutividade e à sua resistência à corrosão. Por isso, há uma grande preocupação de se estudar os fatores que aceleram a corrosão deste metal. É sabido que, os íons citrato são bons agentes complexantes e, na presença destes, o hidróxido de cobre (II) não é precipitado em solução básica [4]. O presente trabalho tem o objetivo de avaliar a corrosão do cobre em meio citrato em pH ácido, neutro e básico. Para este estudo, recorreram-se ao ensaio de imersão com perda de massa a fim de se estimar a taxa de corrosão em termos de concentração total de íons cobre em solução, bem como às técnicas de espectrofotometria de absorção atômica, de microscopia eletrônica de varredura, a fim de se caracterizar a superfície do cobre.
MATERIAL E MÉTODOS: Foram utilizadas placas de cobre de 1cm2 de área geométrica exposta. A superfície foi polida em lixas d’água 400, 600, 1200, 1500 e 2000, consecutivamente, até adquirir brilho especular. Em seguida, a placa de cobre foi levada ao banho ultrasônico durante 10 minutos, a fim de retirar material orgânico aderido à superfície. A solução de citrato foi prepara pela dissolução direta do sal citrato de sódio bihidrato (de pureza analítica) em água deionizada. A solução era de concentração igual a 0,1 mol.L-1. Foi adicionado HCl diluído ou NaOH diluído para ajustar o pH. O pH da solução foi medido através do pHmetro, da MARCONI PA200. A temperatura de trabalho foi de 25°C. A massa das placas de cobre foi medida em balança analítica de precisa, da BIOPRECISA, antes e após o ensaio de imersão com perda de massa, para determinar a taxa de corrosão do metal em solução. Em tempos pré-determinados, as placas de cobre foram retiradas da solução, secas e, então, submetidas a medida de massa e às análises de caracterização superficial, onde se utilizou o microscópio eletrônico de varredura, da Phillips. Alíquotas da solução foram submetidas á análise por espectrofotometria de absorção atômica, em espectrofotômetro de absorção atômica, da SPECTRAA 55, para quantificar íons cobre em solução.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: A Figura 1 exibe o perfil da concentração de íons cobre em solução em função do pH e do tempo. Verifica-se que, para pH 5, ocorre aumento abrupto da concentração a partir de 72 horas, ao comparar com aqueles perfis observados para pH 7 e 9. Provavelmente, este fato esteja associado ao incremento das reações de formação de cloreto de cobre (I) e (II), solúveis, e a sua posterior hidrólise, como citado na literatura [3]. Como o cloreto de cobre, CuCl2, é solúvel, a solução fica com coloração esverdeada. O cloreto de cobre (I), CuCl, é menos solúvel e pode ficar aderido na superfície e, como pode sofrer hidrólise, formaria ácido clorídrico, ocasionando corrosão localizada por pite [3], como é observado pela micrografia apresentada na Figura 2. É interessante notar que o íon citrato possa agir como complexante frente a íons cobre, uma vez que, para pH 9, não há precipitação. Por outro lado, nota-se que em valores de pH 7 e 9, os perfis de dissolução do cobre em meio citrato são semelhantes, observando a tendência à constância para pH igual 7, a partir de 96 horas, como ilustrado na Figura 1. Possivelmente, o processo de corrosão do cobre segue um mecanismo de dissolução-precipitação, ou seja, tem-se a dissolução ativa do cobre em meio aquoso, com a sua posterior precipitação na forma de hidróxidos/óxidos insolúveis sobre a superfície, ocorrendo simultaneamente à reação de dissolução. Portanto, tal afirmação pode explicar os fatos observados na curva para pH 7 a partir de 96 horas. Por outro lado, tem-se que a dissolução do cobre em meio ácido, para ácidos não oxidantes, é favorecida pelo oxigênio dissolvido na solução [1]. É possível que, no presente caso, a atuação do oxigênio seja operante, uma vez que a solução era naturalmente aerada.
CONCLUSÕES: Pode-se concluir que ocorre há a corrosão do cobre em meio citrato nos diferentes valores de pH. Em solução de pH 5, a corrosão é mais acentuada. Em valores de pH neutro e básico, é possível a formação de hidróxido/óxidos de cobre sobre a superfície; todavia, a ação complexante dos íons citrato frente aos íons cobre não pode ser descartada.
AGRADECIMENTOS: Os autores agradecem a FUNCAP e ao CNPq pelo apoio financeiro a este trabalho. E, também, ao técnico Luis Flavio Gaspar Herculano.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: [1] MORA, N.; CANO, E.; MORA, E.M.; BASTIDAS, J.M. 2002. Influence of pH and oxygen on copper corrosion in simulated uterine fluid. Elsevier/Biomaterials, 23: 667-671.
[2] FENG, Y.; TEO, W.K.; SIOW, K.S.; HSIEH, A.K. 1996. The corrosion behaviour of copper in neutral tap water. Part II: Determination of corrosion rates. Corrosion Science, 38: 387-395.
[3] GENTIL, V. Corrosão. Ed. LTC, 2007.
[4] VOGEL, A. Química Analítica Qualitativa. Ed. Mestre Jou, 2004.
