Questão 127 — ENEM 2022 (Natureza)

A nanotecnologia é responsável pelo aprimoramento de diversos materiais, incluindo os que são impactados com a presença de poluentes e da umidade na atmosfera, causadores de corrosão. O processo de corrosão é espontâneo e provoca a deterioração de metais como o ferro, que, em presença de oxigênio e água, sofre oxidação, conforme ilustra a equação química:

4 Fe (s) + 2 H₂O (l) + 3 O₂ (g) → 2 Fe₂O₃⋅H₂O (s)

Uma forma de garantir a durabilidade da estrutura metálica e a sua resistência à umidade consiste na deposição de filmes finos nanocerâmicos à base de zircônia (ZrO₂) e alumina (Al₂O₃) sobre a superfície do objeto que se deseja proteger.

CLEMENTE, G. A. B. F. et al. O uso de materiais híbridos ou nanocompósitos como

revestimentos anticorrosivos do aço. Química Nova, n. 9, 2021 (adaptado).

Essa nanotecnologia aplicada na proteção contra a corrosão se baseia no(a)

• A) proteção catódica, que utiliza um metal fortemente redutor.
• B) uso de metais de sacrifício, que se oxidam no lugar do ferro.
• C) passivação do ferro, que fica revestido pelo seu próprio óxido.
• D) efeito de barreira, que impede o contato com o agente oxidante. — Gabarito (resposta correta)
• E) galvanização, que usa outros metais de menor potencial de redução.

Resolução

O conceito central avaliado é a proteção anticorrosiva por efeito de barreira. A corrosão do ferro ocorre quando há contato simultâneo com água e oxigênio, conforme a equação:

4\,\text{Fe}_{(s)} + 2\,\text{H}_2\text{O}_{(l)} + 3\,\text{O}_2{}_{(g)} \rightarrow 2\,\text{Fe}_2\text{O}_3{\cdot}\text{H}_2\text{O}_{(s)}

A deposição de filmes finos nanocerâmicos de zircônia (\text{ZrO}_2) e alumina (\text{Al}_2\text{O}_3) forma uma camada física sobre a superfície do metal, impedindo o acesso de \text{O}_2 e \text{H}_2\text{O} — os agentes responsáveis pela oxidação. Isso caracteriza o efeito de barreira, e é por isso que essa alternativa é a correta.

As demais alternativas descrevem métodos distintos: a proteção catódica e os metais de sacrifício (como o zinco na galvanização) funcionam por mecanismos eletroquímicos, nos quais um metal mais reativo é oxidado no lugar do ferro — algo que não ocorre com óxidos cerâmicos inertes. A passivação se refere ao próprio ferro sendo protegido por seu óxido nativo (\text{Fe}_2\text{O}_3), não por um revestimento externo. A galvanização, por sua vez, usa metais como o zinco, não cerâmicas.

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