ÁREA: Físico-Química
TÍTULO: Caracterização do produto de corrosão do chumbo em meio citrato-ácido através de métodos físicos.
AUTORES: PEREIRA, W. G. (UECE) ; SILVA, C. L. F. (UECE) ; DE BRITO, F. A. M. (UECE) ; OLIVEIRA JR, E. P. (UECE) ; BARROS, E. B. (UFC) ; SILVA, R. C. B. (UECE)
RESUMO: A corrosão do chumbo em meio citrato (pH 4) foi estudada. Foi evidenciado através das micrografias da superfície do chumbo que a corrosão ocorre com a formação de produtos insolúveis na superfície do metal. O espectro da superfície do chumbo sugere a presença dos elementos carbono e oxigênio em sua superfície. A caracterização do produto de corrosão através da técnica de Espectroscopia de absorção no infravermelho indica que o composto possivelmente seja o citrato de chumbo, sendo que o íon chumbo provavelmente esteja coordenado através dos átomos de oxigênio do grupo carboxilato. Os difratogramas do produto de corrosão corroboram o citrato de chumbo. Conclui-se que, a corrosão do chumbo em meio citrato-ácido ocorre com a formação de citrato de chumbo insolúvel.
PALAVRAS CHAVES: produto de corrosão; citrato de chumbo; métodos físicos.
INTRODUÇÃO: O chumbo é um metal que desperta grande interesse da comunidade científica, principalmente devido a sua toxicidade a diversas espécies de seres vivos. Moreira (MOREIRA et al, 2004) estudou o efeito tóxico do chumbo sobre o organismo humano, evidenciando que, embora seja claro que a exposição ao metal possa causar danos aos ossos, sistema nervoso central e cardiovascular, rins e ao fígado, os mecanismos de ação do chumbo no organismo ainda são pouco conhecidos. O chumbo por sua vez é um metal bastante requerido nas indústrias químicas e metalúrgicas devido a sua maleabilidade e resistência a corrosão em diversos meios, fatores bastante requeridos no setor industrial (ROCHA et al, 1973). Por outro lado, atualmente se tem dado muita ênfase ao estudo dos íons citrato para diversos fins. A utilização de íons citrato na lixiviação de componentes da pasta eletrolítica empregada em acumuladores chumbo-ácido, foi estudada por Sonmez e Kumar (KUMAR et al, 2009). O presente trabalho tem como objetivo estudar a corrosão do chumbo em meio citrato (pH 4) através da caracterização do produto insolúvel oriundo da dissolução do metal em meio citrato-ácido. A evidência da natureza do produto de corrosão é de grande importância, pois além de auxiliar na elucidação dos mecanismos da corrosão do chumbo em meio citrato-ácido, permite um correto gerenciamento do resíduo formado.
MATERIAL E MÉTODOS: Foi realizado o ensaio de imersão do chumbo em meio citrato-ácido com a conseqüente formação do produto de corrosão. A solução de trabalho foi preparada pela dissolução do sal citrato de sódio tribásico (C6H5Na3O7.3H2O) em água destilada, obtendo a concentração de 0,5 mol.dm-3. O pH da solução foi ajustado ao valor de 4 pela adição de solução de HCl 1M. O ajuste do pH foi realizado com auxílio de pHmetro de bancada da Marconi, modelo PA 200, previamente calibrado. Para a realização dos ensaios de imersão foram utilizadas amostras de chumbo metálico em formato retangular, com área geométrica exposta de, aproximadamente, 1 cm2. A preparação das amostras consistiu do polimento mecânico da superfície, utilizando papel de SiC na granulometria de 220, 400, 1200, 2000, consecutivamente. A face polida foi submetida ao desegorduramento em banho ultrasônico, da Maxi Clean, modelo 1450, com álcool etílico anidro, durante 10 minutos. Em seguida foi realizada a imersão da amostra na solução de trabalho. Após os ensaios de imersão o produto insolúvel formado foi caracterizado morfologicamente e qualitativamente através da técnica de microscopia eletrônica de varredura (MEV) e análise de energia dispersiva por raios-X (EDX), respectivamente. A análise foi realizada em microscópio eletrônico de varredura da TECSAN, modelo MXU 2, acoplado a EDX da VEGA . O produto de corrosão foi caracterizado por difração de raios-X (DRX), através do método do pó, com auxílio de difratômetro de raios-X Rigaku, modelo DMAXB com gerador de raios-X de potência máxima de 2kW. Recorreu-se a técnica de espectroscopia vibracional de absorção no infravermelho com transformada de Fourier (EIV-FT) utilizando espectrofotômetro com transformada de Fourierda Varian, modelo VARIAN FT-IR.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: A caracterização microscópica da superfície do chumbo evidencia a formação do produto de corrosão sobre a superfície do metal (Figura 1a). O produto de corrosão se apresenta na forma de plaquetas crescidas perpendicularmente em regiões distintas da superfície metálica. O espectro da superfície do chumbo contendo o produto de corrosão revela a presença dos elementos carbono e oxigênio (Figura 1b). Tal evidência sugere que o composto insolúvel seja provavelmente o citrato de chumbo. Através do DRX foram obtidos os difratogramas para o produto de corrosão e este foi comparado ao difratograma do ácido cítrico (Figura 2a). Observam-se alguns picos semelhantes nos difratogramas dos dois compostos. No entanto, alguns picos particulares do produto de corrosão foram observados. Tais picos foram atribuídos a presença do elemento químico chumbo no produto de corrosão. O espectro no infravermelho do produto de corrosão (Figura 2b) sugere a existência dos grupos hidroxílicos (3402 e 3297 cm-1) e carboxílicos (1721 e 1410 cm-1), grupos funcionais existentes nas moléculas de citrato (SILVERSTEIN et al, 1994). Os picos observados a 627 cm-1 e 551 cm-1 podem ser atribuídos a ligação Pb-O e O-Pb-O, respectivamente. Tais evidências corroboram o produto de corrosão citrato de chumbo.
CONCLUSÕES: Conclui-se que a corrosão do chumbo em meio citrato-ácido ocorre com a formação de produtos insolúveis, sendo este provavelmente o citrato de chumbo.
AGRADECIMENTOS: Ao Laboratório de Raios-X da UFC pela obtenção dos difratogramas.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: MOREIRA, F. R.; MOREIRA, J.C.; Os efeitos do chumbo sobre o organismo humano e seu significado para a saúde, Rev Panam Salud Pública.15 (2004), p.199-29.
ROCHA, A. J. D.; Perfil Analítico do Chumbo, Boletim nº8. Ministério das Minas e Energia Material da Unicamp - Biblioteca do Instituto de Geociências, 1973.
SILVERSTEIN, R. M.; BASSLER, G.C.; MORRIL, T.C.; Identificação Espectrométrica de compostos orgânicos. Editora Guanabara Koogan. (1994), p. 85-152. 5ª Edição, Rio de Janeiro.
SONMEZ, M. S.; KUMAR, R. V.; Leaching of waste Battry Paste Components. Part 1: Lead Citrate Syntheses from PbO and PbO2. Hydrometallurgy. 95 (2009), p. 51-60.
