ÁREA: Iniciação Científica
TÍTULO: AVALIAÇÃO PRELIMINAR DO EXTRATO DO “LIMÃOZINHO” COMO INIBIDOR DE CORROSÃO DO AÇO CARBONO EM SOLUÇÕES ÁCIDAS
AUTORES: SILVA C.L.F (UECE) ; PEREIRA W.G (UECE) ; OLIVEIRA JÚNIOR E.P (UECE) ; GUEDES J.A.C (UECE) ; SILVA R.C.B (UECE) ; LIMA, G.V. (UECE)
RESUMO: O aço é um material extremamente importante para a engenharia moderna. Devido ao seu imenso uso, o aço é responsável pela maior parte dos custos da corrosão. O presente trabalho relata a avaliação do extrato etanólico da planta “limãozinho”, como inibidor de corrosão do aço em meios ácidos: HCl, H2SO4 e HCit todos 1M. Usaram-se amostras de aproximadamente 1cm2, e concentração do extrato em soluções de 50ppm. Usaram-se as técnicas de microscopia eletrônica de varredura(MEV), de espectroscopia de energia dispersiva por raios-X(EDX), de espectrometria de absorção atômica(EAA) e de refratometria. Concluiu-se que o uso do extrato da P. oligochefala na concentração de 50ppm, inibe a corrosão do aço em solução ácida de HCl 1M. Porém, em H2SO4 e HCit 1M, o extrato contribuiu para a corrosão.
PALAVRAS CHAVES: extrato de plantas, corrosão, aço
INTRODUÇÃO: O aço-carbono é um material muito importante para a engenharia moderna. Esta importância é constatada pelo grande uso deste material na construção civil, sendo responsável pela maior parte dos custos da corrosão. A corrosão pode ser caracterizada como o ataque químico sobre uma superfície metálica por um meio agressivo a este. Vários são os fatores que afetam o processo de corrosão, entre eles, a temperatura, a umidade, os compostos presentes no meio e os microorganismos. Observa-se que o aço é a liga metálica mais usada em estruturas expostas à atmosfera, ficando bastante susceptível a efeitos deletérios. Além disso, tem-se que em regiões e/ou nas proximidades de indústrias, é freqüente a poluição por gases emitidos, tendo como conseqüência a chuva ácida que acentua ainda mais estes efeitos de desgaste do aço. A chuva ácida é, constituída por ácidos, entre estes, o ácido sulfúrico. Por outro lado, tem-se que o ácido clorídrico é bastante utilizado em indústrias de manufatura de peças de aço, no processo de decapagem. Todavia, o uso de ácido cítrico nos processos de limpeza ácida de superfícies metálicas tem sido alavancado, por conferir certo poder inibitório da corrosão do aço.
Um método útil usado para proteger metais e ligas contra a corrosão é a adição de espécies na solução em contato com a superfície, a fim de inibir a reação de corrosão.
A exploração de produtos naturais de origem vegetal como inibidores de corrosão baratos e ecológicos é um campo essencial de estudos. Além de serem ambientalmente amigável e ecologicamente aceitáveis, os produtos vegetais são de baixo custo, facilmente disponível e são fontes renováveis. Tendo que os inibidores usados atualmente são de alta toxidade e alto valor comercial. O extrato usado é de uma planta do semi-árido cearense.
MATERIAL E MÉTODOS: Foi realizado o ensaio de imersão com perda de massa de amostras de aço-carbono, de aproximadamente 1cm2. As amostras de aço foram polidas em politriz de bancada, em lixas d’água 220, 400 e 1200. Em seguida, eram lavadas com água destilada, desengorduradas em banho ultrasônico contendo álcool etílico, e secadas. Foram medidas as suas massas em balança analítica, modelo FA2404N, da Bioprecisa, e efetuada a medição de sua área geométrica com o auxílio de paquímetro digital.
A coleta da planta da espécie Pectis oligochefala, foi realizada no Campus do Itaperi da Universidade Estadual do Ceará (UECE), na cidade de Fortaleza-CE. Foram utilizadas as folhas da P. oligochefala para se produzir o extrato etanólico utilizado nos devidos experimentos.
Foram preparadas soluções de HCl, H2SO4 e HCit todas 1M, devidamente padronizadas. Após foram adicionados 50ppm do extrato diretamente em soluções ácidas, para comparação de experimentos na ausência e na presença do extrato. Foi avaliada a estabilidade do extrato na solução, usando-se a técnica de refratometria, utilizando o refratômetro Abbe, da Quimis.
Os ensaios de imersão ocorreram nos intervalos de 0,5, 1, 4, 10, 15 e 24 horas. Após as amostras foram encaminhadas para análise e caracterização da superfície, foi utilizado o microscópio eletrônico de varredura (MEV), modelo Vega MXU II, da Tescan, acoplado a câmara de vácuo possibilitando a análise química da superfície do aço por meio da técnica de espectroscopia de análise da energia dispersiva por raios-X (EDX).
Para determinar o teor de íons Fe em solução, usou-se a técnica de espectrofotometria de absorção atômica, no espectroscópio de absorção atômica, modelo Spectraa 55, da Varian.
Todas as técnicas foram realizadas em temperatura ambiente de 27°C.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: O gráfico exibe as taxa de corrosão em teor de Fe em solução na ausência e presença de extrato, em solução ácida de HCl 1M, H2SO4 1M e HCit 1M respectivemente. Os valores das taxas de corrosão estimadas pela concentração de ferro total em solução na ausência de extrato são: 0,44; 0,032; 0,044 mg.cm-2.h-1. Já os valores das taxas de corrosão na presença de extrato são: 0,096; 0,54; 0,1 mg.cm-2.h-1. O extrato de Pectis oligochefala inibiu a corrosão do aço em solução de HCl 1M, mas em solução de H2SO4 1M e HCit 1M estimulou a corrosão do aço. Foram obtidas imagens da superfície das amostras de aço após o ensaio de imersão na ausência e na presença de extrato de P. oligochefala. Nas micrografias do HCl é notada que a corrosão é uniforme, com formação de produtos insolúveis na superfície do metal. Na presença de extrato, pode-se observar que a formação de produtos insolúveis na superfície é menos intensa. Nas micrografias de H2SO4 é observada corrosão uniforme, com tendência de formação de produtos insolúveis sobre a superfície. Possivelmente, estes produtos são óxidos/hidróxidos insolúveis de ferro. É interessante ressaltar que não houve a formação de produtos insolúveis sobre a superfície do aço em HCit. Provável que este fato esteja relacionado com a formação de espécies complexadas entre íons Fe e íons citrato em solução, as quais são estáveis. Pode-se observar que os espectros de EDX, apresentam uma grande quantidade de Fe, já que o aço é uma liga formada principalmente de Fé. presença do extrato, os picos de Fe são menores. Observa-se a presença de enxofre na superfície do aço a partir da solução de H2SO4. Na solução de HCit, a corrosão se processa em pequenas regiões, exibindo pites. O extrato apresenta estabilidade nas soluções ácidas estudadas.
CONCLUSÕES: A corrosão do aço ocorre em meio ácido, sendo verificado que o ácido mais agressivo é o H2SO4. Em ordem crescente de poder corrosivo, tem-se HCit<HCl<H2SO4. O uso do extrato da planta "limãozinho" na concentração de 50ppm, inibi a corrosão do aço em solução ácida de HCl 1M, porém na solução ácida de H2SO4 1M e HCit 1M, o extrato contribuiu com a corrosão do aço. Com eficiência de inibição de 17%, 38% e 0% para os ácidos HCl 1M, H2SO4 1M e HCit 1M respectivamente é possível afirmar que o extrato usado não é um bom agente inibidor na corrosão do aço-carbono. Porém, é estável nas soluções ácidas.
AGRADECIMENTOS: Agradecimentos ao Instituto de Pesquisa e Desenvolvimento Industrial, Laboratório de Microscopia Atômica e ao prof. Dr. Carlos Emanuel de Carvalho Magalhães.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: [1]C. R. O. Loureiro et al. Efeito da chuva ácida em aços inoxidáveis coloridos. Revista da Escola de Minas, Ouro Preto, janeiro, 2007. v. 60. n. 1. p. 45-48.
[2] R. C. B. da Silva T. R. P. Filho, Corrosão do Aço Carbono em Meio Sulfato na Presença da Bactéria Salmonella anatum. Revista Matéria, v. 13, n. 2, p. 282-293, 2008.
[3] M. A. Ameer, E. Khamis e G. Al-Senani. The Electrical Double Layer Parameters for the Group 4 Metal Oxide/Electrolyte System . Adsorpt. Sci. Technol. 18 (2000), p. 177.
[4] M. Kissi, M. Bouklah, B. Hammouti and M. Benkaddour.Establishment of equivalent circuits from electrochemical impedance spectroscopy study of corrosion inhibition of steel by pyrazine in sulphuric acidic solution.Appl. Surf. Sci. 252 (2006), p. 4190.
[5] E.E. Oguzie, G.N. Onuoha and A.I. Onuchukwu. Inhibitory mechanism of mild steel corrosion in 2 M sulphuric acid solution by methylene blue dye. Mater. Chem. Phys. 89 (2004), p. 305.
[6] E.E. Oguzie, Mater. Corrosion inhibition of mild steel in hydrochloric acid solution by methylene blue dye. Lett. 59 (2005), p. 1076.
[7] L. Tang, X. Li, G. Mu, G. Liu, L. Li, H. Liu and Y. Si, J. The synergistic inhibition between hexadecyl trimethyl ammonium bromide (HTAB) and NaBr for the corrosion of cold rolled steel in 0.5 M sulfuric acid. Mater. Sci. 41 (2006), p. 3063.
[8] E. Szöcs et al. Electrochemical behaviour of an inhibitor film formed on copper surface.Corros. Sci., v. 47, p. 893-908, 2005.
[9] M. D. Capelato e R. C. B. Silva. Study of Corrosion Inhibition Power of Some Quaternary Ammonium Salts for Acid Pickling Bath of Carbon Steels. In: Aliabadi, M. H. e Terranova, A. (eds.). Computer Methods and Experimental Measurements for Surface Treatment Effects II. Southampton (UK). Computational Mechanics Publication, 1995. p. 137-145.
[10] A.Y. El-Etre, M. Abdallah e Z.E. El-Tantawy. Corrosion inhibition of some metals
using lawsonia extract. Corros. Sci. v. 47, p. 385-391, 2005.
[11] M. Abdallah. Antibacterial drugs as corrosion inhibitors for corrosion of aluminium in
hydrochloric solution. Corros. Sci. v. 46, p. 1981-1985, 2004.
[12] G. Gunasekaran e L.R. Chauhan. Eco friendly inhibitor for corrosion inhibition of mild steel in phosphoric acid médium. Electrochim. Acta 49 (2004), p. 4387.
[13] A.Y. El-Etre. Inhibition of aluminum corrosion using Opuntia extract. Corros. Sci. 45 (2003), p. 2485.
[14] M. Abdallah. Antibacterial drugs as corrosion inhibitors for corrosion of aluminium in
hydrochloric solution Corros. Sci. 46 (2004), p. 1981.
[15] Y. Li, P. Zhao, Q. Liaqng and B. Hou. Berberine as a natural source inhibitor for mild steel in 1 M H2SO4 Appl. Surf. Sci. 252 (2005), p. 1245.
[16] A.Y. El-Etre, M. Abdallah and Z.E. El-Tantawy. Corrosion inhibition of some metals
using lawsonia extract Corros. Sci. 47 (2005), p. 385
[17] C. M. V. Almeida, B. Giannetti and T. Rabockay. Iterpretação modelísta de transients de corrente de eletrodo de estanho em meio ácido. Anais do X Simpósio Brasileiro de Eletroquímica e Eletroanalitica (X SIBEE) EF@, São Carlos-SP (1996), p.27-30.
[18]C. M. V. Almeida, B.F Giannetti and T. Rabockay. Inhibiting Effect of citricacid on the pitting corrosion of tin (1999), p. 185-189.
