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title: "Os metais: reações com os ácidos e corrosão"
book: "Química dos ensinos fundamental e médio"
subject: chemistry
language: pt
chapter: 19
exercises: 12
source: https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/19-os-metais-reacoes-com-os-acidos-e-corrosao
license: CC-BY-NC-SA-4.0
credit: "One Chemistry Book, One Course (one-course.com)"
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# Capítulo 19 — Os metais: reações com os ácidos e corrosão

Num porto, o casco de aço de um velho barco de pesca está riscado de [ferrugem](#def-g9-metals-acids-corrosion-corrosion) alaranjada. No cais, um portão revestido de zinco está há trinta anos na chuva e continua com um brilho cinza fosco. Num museu, um anel de ouro enterrado durante três mil anos brilha como no dia em que foi feito. Os metais não enfrentam o mundo todos do mesmo jeito: alguns são atacados pela água, pelo [ar](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/4-o-ar-uma-mistura-de-gases#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) e pelos ácidos, outros quase nada.

**O que você já sabe.**

Os [íons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/17-os-ions-e-as-solucoes-ionicas#def-g9-ions-ion) são [átomos](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/11-atomos-e-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-atom) com carga; os metais dão [cátions](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/17-os-ions-e-as-solucoes-ionicas#def-g9-ions-ion) como $\ce{Fe^{2+}}$, $\ce{Zn^{2+}}$, $\ce{Al^{3+}}$, identificados por testes de [precipitação](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/17-os-ions-e-as-solucoes-ionicas#def-g9-ions-precipitate) ([Capítulo 17](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/17-os-ions-e-as-solucoes-ionicas#ch-g9-ions)). Uma [solução ácida](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/18-acidos-bases-e-ph#def-g9-acids-bases-ph-acidic) contém muitos [íons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/17-os-ions-e-as-solucoes-ionicas#def-g9-ions-ion) $\ce{H+(aq)}$ ([Capítulo 18](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/18-acidos-bases-e-ph#ch-g9-acids-bases-ph)). O hidrogênio [queima](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/5-a-combustao-do-que-o-fogo-precisa#def-g4-what-a-fire-needs-burning) com um estalo agudo na boca de um tubo de ensaio ([Capítulo 10](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/10-identificar-substancias#ch-g7-identifying-substances)).

![O casco de um barco velho: o aço está enferrujando.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g9-metals-acids-corrosion/img-abc3f3038cbc.jpg)

*O casco de um barco velho: o aço está enferrujando.*

## 19.1 Os metais no ácido clorídrico

**No laboratório — Três metais no ácido.**

O professor coloca um pedacinho de ferro, um de zinco e um de cobre em três tubos de ensaio com ácido clorídrico diluído. Sobem bolhas do ferro e do zinco, devagar no ferro, depressa no zinco, e os metais vão desaparecendo; com o cobre não acontece nada. O gás, recolhido num tubo pequeno, dá um estalo agudo: é o hidrogênio. Com o hidróxido de sódio, o líquido do primeiro tubo dá um [precipitado](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/17-os-ions-e-as-solucoes-ionicas#def-g9-ions-precipitate) verde ([íons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/17-os-ions-e-as-solucoes-ionicas#def-g9-ions-ion) $\ce{Fe^{2+}}$), e o do segundo, um branco ([íons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/17-os-ions-e-as-solucoes-ionicas#def-g9-ions-ion) $\ce{Zn^{2+}}$).

![Ferro, zinco e cobre em ácido clorídrico diluído: o ferro e o zinco liberam hidrogênio; o cobre não reage.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g9-metals-acids-corrosion/fig-c24212f37a85.svg)

*Ferro, zinco e cobre em ácido clorídrico diluído: o ferro e o zinco liberam hidrogênio; o cobre não reage.*

**Proposição 19.1 (Metal mais ácido).**

Muitos metais — ferro, zinco, alumínio, magnésio — reagem com os [íons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/17-os-ions-e-as-solucoes-ionicas#def-g9-ions-ion) $\ce{H+}$ de um ácido: o metal desaparece na forma de [íons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/17-os-ions-e-as-solucoes-ionicas#def-g9-ions-ion) metálicos, que ficam dissolvidos, e gás hidrogênio é liberado. O cobre, a prata e o ouro não reagem com o ácido clorídrico.

## 19.2 Escrever a equação com íons

**Definição 19.2 (Íon espectador).**

Um [íon](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/17-os-ions-e-as-solucoes-ionicas#def-g9-ions-ion) que está presente numa solução durante uma reação mas não participa dela, e é encontrado sem mudança no fim, é um *íon espectador*. Ele é deixado de fora da equação.

**Exemplo 19.3 (O ferro e o zinco no ácido clorídrico).**

O ácido clorídrico contém [íons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/17-os-ions-e-as-solucoes-ionicas#def-g9-ions-ion) $\ce{H+(aq)}$ e $\ce{Cl-(aq)}$. Os [íons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/17-os-ions-e-as-solucoes-ionicas#def-g9-ions-ion) cloreto são encontrados sem mudança no fim: eles são espectadores. As equações são

$$
\ce{Fe(s) + 2H+(aq) -> Fe^{2+}(aq) + H2(g)}, \qquad
  \ce{Zn(s) + 2H+(aq) -> Zn^{2+}(aq) + H2(g)}.
$$

Elas balanceiam ao mesmo tempo os [átomos](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/11-atomos-e-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-atom) e as cargas: $+2$ de cada lado.

**Método 19.4 (Escrever a equação de um metal com um ácido).**

1. [Reagentes](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/12-as-reacoes-quimicas-reagentes-e-produtos#def-g7-chemical-reactions-reactant) : o metal (s) e os [íons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/17-os-ions-e-as-solucoes-ionicas#def-g9-ions-ion) $\ce{H+(aq)}$ .
2. Produtos: o [íon](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/17-os-ions-e-as-solucoes-ionicas#def-g9-ions-ion) metálico (aq), com a sua carga habitual, e o hidrogênio $\ce{H2(g)}$ .
3. Balanceie os [átomos](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/11-atomos-e-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-atom) , depois verifique que a carga total é a mesma dos dois lados.

Para o alumínio: $\ce{2Al(s) + 6H+(aq) -> 2Al^{3+}(aq) + 3H2(g)}$; carga $+6$ de cada lado.

**Segurança.**

![](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g9-metals-acids-corrosion/fig-25de6905b70f.svg)

![](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g9-metals-acids-corrosion/fig-fb377c177908.svg)

O hidrogênio liberado é extremamente inflamável. A reação é feita em tubos de ensaio pequenos, pelo professor, longe de qualquer chama, a não ser a usada no teste do estalo.

## 19.3 A corrosão

**Definição 19.5 (Corrosão e ferrugem).**

A *corrosão* é o ataque lento de um metal pelas substâncias à sua volta — oxigênio, água, ácidos, sais —, que transforma o metal em [íons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/17-os-ions-e-as-solucoes-ionicas#def-g9-ions-ion) ou em compostos como os óxidos. A corrosão do ferro e do aço produz a *ferrugem*, um óxido de ferro hidratado, marrom e quebradiço, que se solta em lascas e deixa o ataque continuar mais fundo.

**Proposição 19.6 (Do que o ferro precisa para enferrujar).**

O ferro só enferruja quando o oxigênio e a água chegam até ele ao mesmo tempo. O sal dissolvido na água, como nas estradas salgadas no inverno ou à beira-mar, acelera a [ferrugem](#def-g9-metals-acids-corrosion-corrosion).

**No laboratório — Três pregos, uma semana.**

Três pregos de ferro limpos são colocados em três tubos de ensaio: o primeiro com [ar](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/4-o-ar-uma-mistura-de-gases#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) seco e um agente secante que retira o vapor de água; o segundo em água fervida para retirar o [ar](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/4-o-ar-uma-mistura-de-gases#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) dissolvido, coberta com uma camada de óleo; o terceiro metade na água da torneira, metade no [ar](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/4-o-ar-uma-mistura-de-gases#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air). Depois de uma semana, só o terceiro prego está enferrujado.

![O experimento dos três pregos: o ferro só enferruja onde a água e o oxigênio chegam juntos até ele, aqui na superfície da água.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g9-metals-acids-corrosion/fig-9bea85706bfb.svg)

*O experimento dos três pregos: o ferro só enferruja onde a água e o oxigênio chegam juntos até ele, aqui na superfície da água.*

**Exemplo 19.7 (O alumínio e o cobre se protegem sozinhos).**

O alumínio é atacado na hora pelo oxigênio do [ar](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/4-o-ar-uma-mistura-de-gases#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air), mas a fina camada de óxido formada gruda no metal e o isola do [ar](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/4-o-ar-uma-mistura-de-gases#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air): as esquadrias de alumínio duram décadas. O cobre, atacado devagar pelo [ar](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/4-o-ar-uma-mistura-de-gases#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air), pela água e pelo dióxido de carbono, fica coberto por uma crosta verde, a pátina, que também gruda e protege o metal de baixo. Já a [ferrugem](#def-g9-metals-acids-corrosion-corrosion) se solta em lascas.

![A Estátua da Liberdade: a sua pele de cobre está coberta por uma pátina verde. Foto: Elcobbola, domínio público.](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g9-metals-acids-corrosion/img-f28d67d6bfc0.jpg)

*A Estátua da Liberdade: a sua pele de cobre está coberta por uma pátina verde. Foto: Elcobbola, domínio público.*

## 19.4 Proteger os metais

**Definição 19.8 (Galvanização).**

A *galvanização* consiste em revestir o aço com uma camada de zinco, mergulhando-o no zinco derretido. O zinco é atacado pelo [ar](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/4-o-ar-uma-mistura-de-gases#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) e pela água no lugar do aço de baixo: mesmo onde o revestimento está arranhado, o zinco vizinho sofre a [corrosão](#def-g9-metals-acids-corrosion-corrosion) primeiro e o aço é poupado.

**Proposição 19.9 (Jeitos de proteger o ferro e o aço).**

- manter a água e o [ar](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/4-o-ar-uma-mistura-de-gases#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) longe: tinta, óleo, graxa, um revestimento de [plástico](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/15-os-plasticos-e-os-materiais-sinteticos#def-g8-plastics-plastic) ;
- galvanizar: uma camada de zinco que sofre a [corrosão](#def-g9-metals-acids-corrosion-corrosion) no lugar do aço;
- usar aço inoxidável, uma liga de ferro com cromo, que se protege sozinha com uma fina camada de óxido isolante;
- fixar blocos de zinco nos cascos dos navios: o zinco é corroído devagar no lugar do aço, e é substituído de tempos em tempos (como isso funciona é explicado num volume universitário).

![](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g9-metals-acids-corrosion/fig-41552a42fcfc.svg)

![](https://one-course.com/images/onecourse/chapters/chemistry-1/g9-metals-acids-corrosion/img-6491011a1785.jpg)

*Uma chapa galvanizada arranhada.*

*Grades de aço galvanizado.*

## 19.5 Exercícios

**Exercício 19.1 ★.**

Que gás é liberado quando o zinco reage com o ácido clorídrico? Como ele é identificado?

**Solução de Exercício 19.1.**

O hidrogênio: uma tala acesa na boca do tubo dá um estalo agudo.

**Exercício 19.2 ★.**

Quais destes metais reagem com o ácido clorídrico diluído: ferro, cobre, zinco, ouro, alumínio?

**Solução de Exercício 19.2.**

O ferro, o zinco e o alumínio reagem; o cobre e o ouro não.

**Exercício 19.3 ★.**

Do que o ferro precisa para enferrujar?

**Solução de Exercício 19.3.**

O oxigênio e a água, ao mesmo tempo.

**Exercício 19.4 ★.**

O que é um [íon espectador](#def-g9-metals-acids-corrosion-spectator)? Dê o nome do [íon espectador](#def-g9-metals-acids-corrosion-spectator) quando o ferro reage com o ácido clorídrico.

**Solução de Exercício 19.4.**

Um [íon](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/17-os-ions-e-as-solucoes-ionicas#def-g9-ions-ion) presente durante uma reação, que não participa dela. Com o ácido clorídrico: o [íon](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/17-os-ions-e-as-solucoes-ionicas#def-g9-ions-ion) cloreto $\ce{Cl-}$.

**Exercício 19.5 ★★.**

Escreva a equação da reação do magnésio com os [íons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/17-os-ions-e-as-solucoes-ionicas#def-g9-ions-ion) $\ce{H+}$ de um ácido (o [íon](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/17-os-ions-e-as-solucoes-ionicas#def-g9-ions-ion) magnésio é $\ce{Mg^{2+}}$). Verifique as cargas.

**Solução de Exercício 19.5.**

$\ce{Mg(s) + 2H+(aq) -> Mg^{2+}(aq) + H2(g)}$; carga $+2$ de cada lado.

**Exercício 19.6 ★★.**

Depois que o ferro reagiu com o ácido clorídrico, como você pode mostrar que a solução contém [íons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/17-os-ions-e-as-solucoes-ionicas#def-g9-ions-ion) ferro(II)?

**Solução de Exercício 19.6.**

Acrescentar hidróxido de sódio: um [precipitado](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/17-os-ions-e-as-solucoes-ionicas#def-g9-ions-precipitate) verde de $\ce{Fe(OH)2}$ mostra os [íons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/17-os-ions-e-as-solucoes-ionicas#def-g9-ions-ion) ferro(II).

**Exercício 19.7 ★★.**

Olhe a figura dos três pregos. Por que a água do segundo tubo é fervida e coberta com óleo?

**Solução de Exercício 19.7.**

A fervura retira o [ar](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/4-o-ar-uma-mistura-de-gases#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) dissolvido na água, e o óleo impede que o [ar](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/4-o-ar-uma-mistura-de-gases#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) se dissolva de novo: o prego tem água, mas não tem oxigênio.

**Exercício 19.8 ★★.**

Por que um carro enferruja mais depressa numa cidade onde as ruas são salgadas no inverno?

**Solução de Exercício 19.8.**

O sal dissolvido na água que respinga no carro acelera a [ferrugem](#def-g9-metals-acids-corrosion-corrosion).

**Exercício 19.9 ★★.**

Por que as esquadrias de alumínio não são destruídas pela [corrosão](#def-g9-metals-acids-corrosion-corrosion), embora o alumínio reaja com o oxigênio do [ar](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/4-o-ar-uma-mistura-de-gases#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air)?

**Solução de Exercício 19.9.**

A camada de óxido formada gruda no metal e o isola do [ar](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/4-o-ar-uma-mistura-de-gases#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air): o ataque para na superfície.

**Exercício 19.10 ★★.**

Dê três jeitos de proteger da [ferrugem](#def-g9-metals-acids-corrosion-corrosion) o quadro de aço de uma bicicleta.

**Solução de Exercício 19.10.**

Pintá-lo, lubrificá-lo com óleo ou graxa, galvanizá-lo (ou fabricá-lo de aço inoxidável).

**Exercício 19.11 ★★★.**

Escreva e verifique a equação da reação do alumínio com os [íons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/17-os-ions-e-as-solucoes-ionicas#def-g9-ions-ion) $\ce{H+}$ de um ácido. Quantas [moléculas](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/11-atomos-e-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) de hidrogênio são formadas para 200 [átomos](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/11-atomos-e-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-atom) de alumínio?

**Solução de Exercício 19.11.**

$\ce{2Al(s) + 6H+(aq) -> 2Al^{3+}(aq) + 3H2(g)}$: 2 Al e 6 H de cada lado, carga $+6$ de cada lado. Para 200 [átomos](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/11-atomos-e-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-atom) de Al: $200 \times \frac{3}{2} = 300$ [moléculas](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/11-atomos-e-moleculas#def-g7-atoms-and-molecules-molecule) de hidrogênio.

**Exercício 19.12 ★★★.**

Um balde de aço galvanizado é arranhado até o aço. Explique por que o aço no fundo do arranhão não enferruja durante muito tempo.

**Solução de Exercício 19.12.**

O zinco em volta do arranhão é corroído no lugar do aço: enquanto houver zinco perto, o aço é poupado.

## 19.6 Problema: qual é a espessura do zinco?

**Problema 19.1.**

Problema de fim de semana — dissolver o revestimento de zinco de uma chapa galvanizada para descobrir a espessura dele

Uma chapa de aço galvanizado, um quadrado de $10.0\,\mathrm{cm}$ de lado, é revestida de zinco nas duas faces (as bordas são desprezadas). Num laboratório, o professor a pesa, $125.6\,\mathrm{g}$, e depois a mergulha em ácido clorídrico com um aditivo que impede o ácido de atacar o aço. Quando o borbulhamento para, a chapa é enxaguada, secada e pesada de novo: $113.5\,\mathrm{g}$. A massa de $1\,\mathrm{cm}^{3}$ de zinco é $7.13\,\mathrm{g}$.

**Parte I — A reação.**

1. Escreva a equação da reação do zinco com os [íons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/17-os-ions-e-as-solucoes-ionicas#def-g9-ions-ion) $\ce{H+}$ do ácido.
2. Que gás provoca o borbulhamento? Descreva o teste dele.
3. Que teste mostraria, depois, os [íons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/17-os-ions-e-as-solucoes-ionicas#def-g9-ions-ion) zinco na solução?
4. Dê o nome dos [íons espectadores](#def-g9-metals-acids-corrosion-spectator) .

**Parte II — O zinco.**

5. Que massa de zinco se dissolveu?
6. Por que o borbulhamento é um sinal de que o zinco ainda não se dissolveu todo?
7. O que aconteceria com o aço se o ácido não tivesse o aditivo? Que teste mostraria isso?
8. Por que o zinco protege o aço da chapa enquanto ele estiver lá?

**Parte III — A espessura.**

9. Qual é a área total revestida da chapa, em $\mathrm{cm}^{2}$ ?
10. Que volume o zinco ocupava?
11. Deduza a espessura da camada de zinco, em centímetros.
12. Expresse essa espessura em micrômetros ( $1\,\mathrm{cm}$ $= 10\,000\,\text{µ}\mathrm{m}$ ).

**Solução de Problema 19.1.**

**1.** $\ce{Zn(s) + 2H+(aq) -> Zn^{2+}(aq) + H2(g)}$.

**2.** O hidrogênio: um estalo agudo com uma tala acesa.

**3.** O hidróxido de sódio dá um [precipitado](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/17-os-ions-e-as-solucoes-ionicas#def-g9-ions-precipitate) branco de $\ce{Zn(OH)2}$.

**4.** Os [íons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/17-os-ions-e-as-solucoes-ionicas#def-g9-ions-ion) cloreto $\ce{Cl-}$.

**5.** $125.6 - 113.5 = 12.1\,\mathrm{g}$.

**6.** O hidrogênio é liberado enquanto o zinco reage com o ácido; quando não sobra mais zinco, o borbulhamento para.

**7.** O ferro do aço também reagiria, dando hidrogênio e [íons](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/17-os-ions-e-as-solucoes-ionicas#def-g9-ions-ion) $\ce{Fe^{2+}}$; o hidróxido de sódio daria então um [precipitado](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/17-os-ions-e-as-solucoes-ionicas#def-g9-ions-precipitate) verde.

**8.** O zinco é atacado no lugar do aço e mantém a água e o [ar](https://one-course.com/books/chemistry/1/pt/chapter/4-o-ar-uma-mistura-de-gases#def-g4-air-a-mixture-of-gases-air) longe dele.

**9.** $2 \times 10.0 \times 10.0 = 200\,\mathrm{cm}^{2}$.

**10.** $12.1 \div 7.13 \approx 1.70\,\mathrm{cm}^{3}$.

**11.** $1.70 \div 200 = 0.0085\,\mathrm{cm}$.

**12.** $0.0085 \times 10\,000 = 85\,\text{µ}\mathrm{m}$: a camada de zinco tinha cerca de $85\,\text{µ}\mathrm{m}$ de espessura.