Titânio----comporta-se de maneira diferente dependendo do meio - Blog

1. Titânioé vulnerável à redução de ácidos, mas resistente a meios oxidantes.
Um resumo conciso explica bem: os meios que mantêm o filme de óxido de titânio estável-mantendo assim a resistência à corrosão do metal-são geralmente oxidantes, neutros ou fracamente redutores. Água do mar, soluções de cloreto, ácidos inorgânicos oxidantes e ácidos clorídrico ou sulfúrico em concentrações abaixo de 3% e 4%, respectivamente, estão todos dentro da "zona de conforto" do titânio.
Em contraste, na redução de soluções ácidas, a passividade do filme de óxido é comprometida, levando a taxas de corrosão mais elevadas que se intensificam com o aumento da temperatura e da concentração. Simplificando, o filme de óxido requer “oxigênio” para permanecer intacto; em um ambiente redutor, os níveis de oxigênio são insuficientes e o filme falha. No entanto, duas "soluções alternativas" podem mitigar isso: primeiro, a adição de sais de metais pesados (como íons de ferro, níquel, cobre ou molibdênio) ao ácido redutor pode fornecer inibição significativa da corrosão; segundo, materiais de troca, ligas de-titânio-paládio (Ti-0,2Pd, Grau 7) e ligas de titânio-níquel-molibdênio (Ti-0,3Mo-0,8Ni, Grau 12) oferecem resistência à corrosão notavelmente superior na redução de ácidos.

II. Cloro Gás e Cloretos: O Cloro Úmido é um Amigo; O cloro seco é um assassino
Entre todos os materiais metálicos, o titânio apresenta resistência superior à corrosão em gás cloro úmido e soluções de cloreto, levando ao seu uso generalizado em plantas de branqueamento, plantas de cloro eletrolítico e instalações de tratamento de águas residuais. No entanto, a relação entre o titânio e o cloro apresenta o que pode ser chamado de o mais dramático "paradoxo seco-úmido" na ciência dos materiais. O titânio reage com o gás cloro para formar tetracloreto de titânio (TiCl₄) em uma reação altamente exotérmica. Se o cloro gasoso estiver suficientemente seco, o calor liberado pode desencadear a combustão do titânio, continuando até que o cloro seco ou o titânio sejam consumidos. Dados críticos indicam que o teor mínimo de água necessário para manter um estado passivo é de aproximadamente 0,3% a 0,4% à temperatura ambiente, aumentando para cerca de 1,5% a temperaturas em torno de 200 graus. As diretrizes de segurança emitidas pelo Conselho Mundial do Cloro (CMI) declaram explicitamente: "O titânio nunca deve entrar em contato com gás cloro contendo menos de 0,4% em peso de água-ele queimará!" Esta é listada como uma das dez principais regras de segurança para a indústria de cloro-álcalis. Por outro lado, se houver umidade, o TiCl₄ hidrolisa para formar hidróxido de titânio branco-um composto sólido estável-cortando assim efetivamente a cadeia de combustão, ao contrário do TiCl₄, que é um líquido altamente volátil (ponto de ebulição: 136 graus).
Em relação às soluções de cloreto, o titânio demonstra resistência à corrosão na maioria dos ambientes, com exceção de soluções de alta-temperatura e alta-concentração de ZnCl₂, AlCl₃ e CaCl₂. No entanto, deve-se prestar muita atenção à corrosão em frestas, especialmente quando o titânio está em contato com materiais orgânicos como o politetrafluoretileno (PTFE); dentro da fenda, o esgotamento do oxigênio, o acúmulo de íons cloreto e uma queda no pH podem facilmente levar à quebra localizada do filme de óxido. O titânio também apresenta excelente resistência à corrosão em soluções contendo cloratos, cloritos, hipocloritos e percloratos. Na indústria de cloro-álcalis, ânodos revestidos de irídio-à base de titânio-(ânodos DSA) substituíram completamente os ânodos de grafite. De acordo com dados da indústria, o sobrepotencial de evolução de cloro dos ânodos de titânio é aproximadamente 140 mV inferior ao dos ânodos de grafite, resultando em 10% a 20% de economia de energia; além disso, sua vida útil se estende de 3 a 8 meses a 5 a 8 anos-mais de dez vezes a do grafite. Uma planta de cloro-álcali em escala de 10.000-toneladas-utiliza aproximadamente 8 toneladas de titânio, formando um sistema abrangente resistente à corrosão que compreende ânodos de titânio, cestos de titânio e resfriadores de titânio.

III. Bromo, iodo e flúor: os "irmãos" do cloro-O flúor é o único calcanhar de Aquiles
O titânio exibe resistência à corrosão ao bromo e ao iodo semelhante à observada com o cloro; o estado passivo pode ser mantido desde que esteja presente um certo nível de umidade. No entanto, o titânio não possui resistência à corrosão na presença de flúor, ácido fluorídrico ou soluções ácidas de fluoreto-mesmo em concentrações muito baixas-e praticamente não há inibidores de corrosão disponíveis para essas condições.

4. Água do rio e água do mar: o titânio é o metal mais-resistente à corrosão em todas as águas naturais.
Os livros didáticos fazem uma afirmação que não é de forma alguma um exagero: "O titânio é o material metálico mais resistente-à corrosão em todas as águas naturais." Na água do mar, a taxa de corrosão do titânio comercialmente puro é inferior a 0,001 mm/ano. Os tubos condensadores de titânio usados em água do mar poluída há mais de duas décadas apresentavam apenas uma leve descoloração, sem sinais de corrosão.
O titânio exibe excelente resistência à corrosão em frestas, corrosão por pite e corrosão por impacto na água do mar e apresenta baixa suscetibilidade à corrosão sob tensão e à fadiga por corrosão; é também um material ideal para resistir à corrosão por cavitação. Uma questão prática é a bioincrustação marinha-porque o titânio não corrói nem é tóxico, mariscos e algas tendem a colonizar sua superfície, embora isso não comprometa a integridade estrutural.

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