ÁREA: Materiais
TÍTULO: Caracterização eletroquímica do aço inoxidável 304 em meio de ácido peracético 0,2%
AUTORES: Machado, P.A. (IQ-USP) ; Duarte, M. (PHAGO) ; Agostinho, S.M.L. (IQ-USP)
RESUMO: O ácido peracético é um composto esterilizante largamente utilizado em ambientes
odontológicos e hospitalares. A despeito de sua grande utilização, existem
pouquíssimos estudos sobre o comportamento eletroquímico de interfaces
metal/solução de ácido peracético. O presente trabalho visa caracterizar, sob o
ponto de vista eletroquímico, a interface aço inoxidável 304/ácido peracético, à
temperatura ambiente. Foram empregadas as técnicas de transitório de potencial de
circuito aberto, polarização linear potenciostática, espectroscopia de impedância
eletroquímica e cronoamperometria. O aço 304 encontra-se passivado no meio
estudado, em uma ampla faixa de potencial, e a potenciais mais elevados apresenta
corrosão generalizada.
PALAVRAS CHAVES: ácido peracético; aço 304; corrosão
INTRODUÇÃO: A eliminação de microorganismos, em ambientes hospitalares e odontológicos, é
necessária para o bem estar do ser humano. Para tanto, ao longo dos anos, foram
estudadas substâncias para esta finalidade.
Existe uma grande classe de compostos usados em processos de desinfecção, tais
como: alcoóis, compostos amoniacais, aldeídos, compostos fenólicos, compostos
clorados e peróxidos. Dentre esses compostos, apenas alguns são capazes de
realizar a completa eliminação de toda a forma de vida microbiológica, ou seja,
uma esterilização completa: os aldeídos (formaldeído e glutaraldeído) e os
peróxidos (peróxido de hidrogênio e ácido peracético).
Considerando os compostos capazes de esterilização, os aldeídos foram
classificados como tóxicos ou carcinogênicos, enquanto o peróxido de hidrogênio
não tem uma eficiência esterilizante de 100%. Isso nos mostra que o ácido
peracético (APA) é o que possui a maior quantidade de características positivas.
O APA é um peróxido artificial, sintetizado pela reação de ácido acético com
peróxido de hidrogênio, que sofre decomposição espontânea liberando ácido
acético, oxigênio e água, tornando-o ambientalmente correto.
Apesar de ser largamente estudado como esterilizante, o APA possui pouquíssimos
estudos sob o ponto de vista eletroquímico, bem como sobre seu efeito em
superfícies metálicas. O presente trabalho tem como objetivo caracterizar, o sob
o ponto de vista eletroquímico, o aço inoxidável 304 em meio de ácido
peracético.
MATERIAL E MÉTODOS: Os experimentos foram realizados com o uso de um sistema de três eletrodos:
eletrodo de trabalho de aço 304, eletrodo de referência de prata/cloreto de
prata e um contra-eletrodo de aço inoxidável 254.
As técnicas empregadas foram: potencial de circuito aberto, polarização linear
potenciostática, cronoamperometria e espectroscopia de impedância eletroquímica.
Medidas de potencial de circuito aberto (OCP) em função do tempo: esta técnica
foi empregada ao longo de três horas, visando à obtenção do potencial
estacionário do eletrodo, o potencial de corrosão, Ecorr.
Polarização linear potenciostática: foram feitas medidas de densidade de
corrente em função do potencial em um intervalo de ± 10mV a partir do Ecorr. Ao
analisar o gráfico de corrente em função do potencial torna-se possível, através
da inclinação da reta, determinar a resistência de polarização.
Cronoamperometria: esta técnica visa determinar se ocorre corrosão
localizada, mas também pode ser usada para a verificação de corrosão
generalizada e, com isso, caracterização de comportamento. Consistiu na
aplicação de valores de potencial constantes, mais positivos em relação ao
Ecorr, por um determinado intervalo de tempo, e no registro da densidade de
corrente em função do tempo, com o objetivo de determinar se a corrosão é
generalizada ou localizada.
Espectroscopia de Impedância Eletroquímica (EIS): foi utilizada para a obtenção
de informações sobre os processos de superfície. Consiste na aplicação de um
potencial constante, sobreposto por uma variação senoidal, com baixa amplitude.
Variando-se a freqüência, se obtém a resposta na forma de impedância ou ângulo
de fase. Sua interpretação é feita através de três diagramas: Zreal x
Zimaginario, Zmod x freqüência e âng de fase x freqüência.
O eletrólito é APA 0,2%
RESULTADOS E DISCUSSÃO: O valor médio de potencial de corrosão obtido para o aço 304 em meio de APA é:
(0.54 ± 0.02) V. Um valor tão alto sugere, preliminarmente, que o eletrodo tem
bastante resistência à corrosão nesse meio.
A partir das curvas de polarização, verifica-se que o material encontra-se
passivado, com valor de densidade de corrente de passivação da ordem de 10^-
2μA/cm² e com valor de resistência polarização de (2,5 ± 0,1)x10^5 ohm x cm².
Os ensaios cronoamperométricos foram realizados à potenciais de 650mV, 750mV,
950mV, 1050mV e 1150mV em relação ao Ecorr. Observa-se, de acordo com a figura
1, que, para as sobretensões de 650mV e 750mV, o comportamento apresentado foi
perfeitamente consistente com eletrodo passivado. A partir de 950mV os valores
de densidade de corrente sugerem comportamento ativo do eletrodo.
Na figura 2 são apresentados os diagramas de impedância de Nyquist, no Ecorr e
nas sobretensões de 750mV, 950mV e 1150mV. Os resultados obtidos por impedância
confirmam que a superfície encontra-se passivada em uma faixa de 750mV, e que,
em potenciais mais positivos, ocorre corrosão generalizada.
Figura 1
Diagrama de cronoamperometria nos potencias de
200mV, 400mV e 600mV
Figura 2
Diagrama de Nyquist realizados no Ecorr, e nos
potenciais de 750mV, 950mV e 1150mV
CONCLUSÕES: De acordo com os resultados apresentados, é possível concluir que:
- O aço 304 encontra-se passivado em meio de ácido peracético 0,2%, apresentando
uma elevada resistência à corrosão;
-A faixa passiva é superior a 750mV;
- Ocorre um rompimento da faixa passiva em potenciais inferiores a 950mV de
sobretensão, onde o eletrodo passa a sofrer corrosão generalizada.
AGRADECIMENTOS: Agradecemos ao CNPq, a CAPES, e à empresa BellType
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