Questão 113 do Enem 2022: como os filmes de zircônia protegem o ferro

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:

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

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)

1. Aproteção catódica, que utiliza um metal fortemente redutor.
2. Buso de metais de sacrifício, que se oxidam no lugar do ferro.
3. Cpassivação do ferro, que fica revestido pelo seu próprio óxido.
4. Defeito de barreira, que impede o contato com o agente oxidante.
5. Egalvanização, que usa outros metais de menor potencial de redução.

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