ÁREA: Iniciação Científica
TÍTULO: EFEITO DA CONCENTRAÇÃO DE IONS CITRATO NA CORROSÃO DO COBRE EM MEIO ÁCIDO
AUTORES: VIEIRA, G.L. (UECE) ; OLIVEIRA, JR. E.P. (UECE) ; PEREIRA, W.G. (UECE) ; SILVA, R.C.B. (UECE)
RESUMO: O cobre é um metal utilizado pelas indústrias de eletroeletrônicos por sua alta condutibilidade e resistência à corrosão. Este trabalho tem o objetivo avaliar a corrosão do cobre em meio ácido (pH 5) em diferentes concentrações de íons citrato. Foram conduzidos ensaios de imersão com perda de massa e medidas de potencial a circuito aberto. Os resultados do ensaio de imersão com perda de massa evidenciam maior taxa de corrosão para concentrações de 0,5 e 1,0mol.L-1. Entretanto, para as concentrações de 0,1 e 2,0mol.L-1, houve inibição do processo corrosivo. Verificou-se que os valores de potencial a circuito aberto tornaram-se mais negativos com o aumento da concentração. Conclui-se que, para altas concentrações, o íon citrato possui efeito inibidor da corrosão do metal em soluções ácidas.
PALAVRAS CHAVES: citrato, cobre, ácido.
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. O potencial a circuito aberto nos traduz a dinâmica das reações que estão ocorrendo na interface superfície metálica/solução [1]. Os íons citrato são agentes complexantes o que facilita a dissolução de metais. Este trabalho tem o propósito de estudar a corrosão do cobre em diferentes concentrações de íons citrato em pH 5. Para este estudo, recorreram-se ao ensaio de imersão com perda de massa a fim de se obter a taxa de corrosão e medidas de potencial a circuito aberto para se estimar os processos químicos que podem estar ocorrendo na superfície do metal.
MATERIAL E MÉTODOS: Para o ensaio de imersão de perda de massa, 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. Para realizar as medidas de potencial a circuito aberto, foram confeccionados eletrodos de cobre que consistiam de uma placa de cobre, com uma das faces de 1cm2 de área geométrica exposta, na qual foi soldada uma haste de cobre a fim de se fazer o contato elétrico. Este conjunto foi embutido em resina epóxi em tubo de vidro. O eletrodo de referência foi o eletrodo de Ag/AgCl, para o qual todos os valores de potencial estão referidos. O instrumento utilizado foi um multímetro portátil de alta impedância, da SMART DT-830T. A solução de citrato foi preparada pela dissolução direta do sal citrato de sódio bihidrato (de pureza analítica) em água deionizada. As soluções de trabalho tinham as seguintes concentrações de citrato: 0,1; 0,5; 1,0 e 2,0mol.L-1. Para todas as soluções, foi ajustado o valor de pH igual a 5, com a adição de ácido cítrico (de pureza analítica). 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 precisão, 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.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: A Figura 1 exibe o gráfico da perda de massa de cobre em solução ácida para diferentes concentrações de íon citrato em pH 5 em função do tempo. Observa-se que para concentrações de 0,1 e 2,0 mol.L-1 o comportamento é similar, porém tende a se modificar a partir de 48 horas. A partir de então, observa-se uma significativa perda de massa tornando-se constante a partir de 72 horas; enquanto que para 2,0mol.L-1 ocorre um acréscimo de massa até 72 horas e, a partir de então, ocorre significativa perda de massa. A curva para a concentração de 0,5mol.L-1 tem um comportamento crescente até 96 horas e, a partir de então, torna-se constante. A perda de massa é crescente, a partir de 24 horas na concentração de 1,0 mol.L-1. É observado que, para o intervalo de 120 horas, ocorre maior perda de massa para concentração de 1,0 mol.L-1, ao se comparar com os valores verificados para as concentrações de 0,5, 0,1 e 2,0mol.L-1. É verificado que a taxa de corrosão do cobre nesta solução é, aproximadamente, igual a 14 mg.cm-2h. É verificado que nas concentrações de 0,1 e 2,0mol.L-1 de íons citrato, ocorre a inibição da corrosão do cobre. A Figura 2 mostra o perfil do potencial a circuito aberto obtido para o cobre em solução de citrato em função do tempo. Verifica-se que nos primeiros períodos, estão ocorrendo na superfície vários fenômenos transientes que denotam não somente as características superficiais em modificação, como também a influência dos componentes da solução. É verificado que o potencial praticamente não se altera com o tempo, a partir de 48 horas. Isto sugere que os íons citrato estejam fortemente adsorvidos sobre a superfície, implicando na inibição da dissolução do metal.
CONCLUSÕES: Conclui-se que o cobre sofre corrosão em solução ácida para pequenas concentrações de citrato. Por outro lado, em concentração de 2,0mol.L-1, o íon citrato atua como agente inibidor do processo corrosivo.
AGRADECIMENTOS: Os autores agradecem a FUNCAP e ao CNPq pelo apoio financeiro a este trabalho.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: [1] E,SZOCS, E.; VASTAGE, G.Y; KÁLMÁN, E. 2004. Electrochemical behaviour of an inhibitor film formed on copper surface. Corrosion Science. (Artigo em impressão)
[2] KEAR, G.; BARKER, B.D.; STOKES, K.R.; WALSH, F.C. 2004. Corrosion and impressed current cathodic protection of copper-based materials using a bimetallic rotating cylinder electrode (BRCE). Corrosion Science. (Artigo em impressão)
[3] EHTESHAMZADE, M.; SHAHRAB, T.; HOSSEINI, M.G. 2005. Inhibition of copper corrosion by self-assembled films of new Schiff bases and their modification with alkanethiols in aqueous medium. Corrosion Science. (Artigo em impressão)
