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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