ESTUDO VOLTAMÉTRICO E COMPARATIVO DO COMPORTAMENTO ELETROQUÍMICO DO COBRE EM SOLUÇÕES DE HIDRÓXIDOS E NA PRESENÇA DE AZÓIS
Maria Elizabeth Brotto1 (PQ), Maria Auxiliadora Silva de Oliveira2 (PQ) e Koshun Iha2
(PQ)
1 Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras – Faculdades Oswaldo Cruz, 01151-000,
São Paulo, SP, Brasil
2 Departamento de Química – Instituto Tecnológico de Aeronáutica – ITA,CTA, 12228-900, São José dos Campos, SP, Brasil
palavras chave : cobre, soluções alcalinas e azóis
O cobre, por suas propriedades físicas, químicas e mecânicas, tem inúmeras aplicações na Engenharia Química.
A eletroquímica da interface cobre/solução de hidróxido envolve a formação de diferentes espécies de Cu+, Cu2+ e Cu3+, no intervalo compreendido entre o potencial de liberação do hidrogênio e o potencial de evolução do oxigênio [1].
Os azóis têm apresentado resultados satisfatórios para a inibição da corrosão do cobre em várias soluções [2-4].
Pretende-se aqui investigar o comportamento eletroquímico do cobre em soluções de hidróxidos e na presença de inibidores de corrosão como: benzotriazol (BTAH), 2-mercaptobenzotiazol (2 - MBT) e suas misturas, via voltametria cíclica.
Empregou-se uma célula convencional de três eletrodos para os ensaios. Antes de cada ciclo voltamétrico, o eletrodo de trabalho foi submetido a um polimento mecânico, com posterior lavagem e secagem. A (25,0 ± 0,1) ºC,em meio aerado e sem agitação, para a análise da ação inibidora de azóis, as variáveis consideradas foram: a velocidade de varredura, o tipo de inibidor e sua concentração.
Os voltamogramas cíclicos do cobre em solução de NaOH apresentaram, basicamente, três picos de oxidação. As reações propostas para estes picos foram: primeiro pico - formação de óxido de Cu+, segundo pico - oxidação de Cu+ a Cu2+ e oxidação de Cu a Cu2+, e terceiro pico - oxidação de Cu2+ a Cu3+.
Os voltamogramas correspondentes ao eletrodo de cobre em solução de NaOH 1,0 mol L-1 foram considerados como voltamogramas de referência, e as alterações ocasionadas, nos picos de oxidação, pela adição de azóis foram:
1. Primeiro pico . A partir de 1,0 x 10-4 mol L-1 de BTAH, de 2-MBT ou da mistura equimolar verificou-se o acoplamento deste pico ao segundo pico de oxidação. O aumento da concentração de inibidor reduziu a corrente deste pico em até 90%. Os potenciais deste pico deslocaram-se no sentido positivo de potencial para concentrações superiores a 1,0 x 10-4 mol L-1 de 2 - MBT e de 2,0 x 10-6 mol L-1 da mistura equimolar.
2. Segundo pico. O aumento da concentração de BTAH, para uma mesma velocidade de varredura, igualou a ocorrência das reações deste pico, o que não aconteceu com o 2 - MBT e com a mistura. O aumento da velocidade de varredura, para uma mesma concentração de BTAH, alterou a predominância das reações. A adição de 2 - MBT e da mistura equimolar diminuiu as correntes dos seus picos contituintes e deslocou seus potenciais no sentido positivo de potencial.
3. Terceiro pico. A variação da concentração de BTAH e da velocidade de varredura, não alteraram o formato deste pico, em relação àqueles do cobre em NaOH 1,0 mol L-1; entretanto, a adição de 2 - MBT ou da mistura equimolar acarretaram o seu desdobramento, evidenciando a ocorrência de uma outra reação além daquela da oxidação de Cu2+ a Cu3+.
Portanto, dos resultados experimentais, concluiu-se que: o benzotriazol, o 2-mercaptobenzotiazol e suas misturas deslocaram no sentido positivo de potencial os potenciais dos picos correspondentes às reações de oxidação do cobre e reduziram as intensidades de correntes destes picos. Tais constatações sugerem a desprotonação dos azóis formando azolatos, com posteriores reações de coordenação entre estes ânions e os cátions de Cu+ e Cu2+, em suas respectivas regiões de formação, cujos produtos se associariam originando um filme de complexos poliméricos na superfície do metal, que retardaria e minimizaria a ocorrência das reações de oxidação.
Referências Bibliográficas
1. BROTTO, M. E. e IHA, K. “O comportamento eletroquímico do cobre em soluções de hidróxidos”. Anais Assoc. Bras. Quím., 45 (2): 73-96, 1996.
2. BRUSIC, V ; FRISCH, M. A. ; ELDRIDGE, B. N. ; NOVAK, F. B. ; KAUFMAN, F. B. ; RUSH, B. M. e FRANKEL, G. S. “Copper corrosion with and without inhibitors.” J. Electrochem. Soc., 138 (8) ; 2253-9, 1991.
3. LAZ, M. M.; SOUTO, R. M.; GONZÁLEZ, S.; SALVAREZZA, R.C. e ARVÍA, A. J. “Pitting corrosion of polycrystalline annealed copper in alkaline sodium perchlorate solutions containing benzotriazole”. J. Appl. Electrochem., 22: 1129-34,1992.
4. LAKSHMINARAYANAN, V.; KANNAN, R. e RAJAGOPALAN, S. R. “ Cyclic voltammetric behavior of certain copper-azole systems using carbon paste electrodes.” J. Electroanal. Chem., 364: 79-86, 1994.
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