RESUMEN
Se demostró, interpretó y explicó el fenómeno de corrosión como proceso electroquímico, se identicó las zonas catódicas y anódicas en un proceso electro electroquími químico co y se analizó analizó el comportam comportamient iento o de diferente diferentess materiale materialess frente a medios corrosivos en un tiempo determinado. determinado. Para esto se procedió a realizar los diferentes tipos de pilas para así poder observar el proceso de la corrosión como proceso p roceso electroquímico, electroquímico, se desarrolló desarrolló las pilas galvánicas, las pilas de concentración, la pila de acción local y las pilas de aireación diferencial de oxígeno. inalme inalmente nte se conclu concluyó yó que los difer diferent entes es materi materiale aless reaccio eaccionan nan a la corrosión corrosión en un determinado determinado tiempo y que el fenómeno de corrosión corrosión es un proceso espontaneo donde se pudo observar la zona catódica, anódica y el electrolito. DESCRIPTORES: !"#$!"%&'!&(%))%S*#"+P)%(!S%&!!(-)%/0$(%+1%"2S&(2-#'*(2 S&3&2"#'*(2S+-*P%S&'!&P*2S+
3. TEORÍA 3.1. Mecanismo de la corrosión En !"# consis$e% C"&les son las semireacciones im'licadas% ("# reacciones 'os$eriores ori)inan la *err"m+re.
4a corrosión es el medio químico por el que se deterioran y destruyen los metales y se 5an reconocido dos mecanismos básicos6 el ataque químico directo y el ataque electroquímico, que puede subdividirse en cierto n7mero de formas diferentes de corrosión. a corrosión es una reacción química 8oxido reducción9 en la que intervienen tres factores6 la pieza manufacturada, el ambiente y el agua, o por medio de una reacción electroquímica. os factores más conocidos son las alteraciones químicas de los metales a causa del aire, como la 5errumbre del 5ierro y el acero o la formación de pátina verde en el cobre y sus aleaciones 8bronce, latón9. Sin embargo, la corrosión es un fenómeno muc5o más amplio que afecta a todos los materiales 8metales, cerámicas, polímeros, etc.9 y todos los ambientes 8medios acuosos, atmósfera, alta temperatura, etc.9 a corrosión electroquímica involucra dos reacciones de media celda, una reacción de oxidación en el ánodo y una reacción de reducción en el cátodo. Por e:emplo para la corrosión del 5ierro en el agua con un p; cercano a neutralidad, estas semireacciones pueden representarse de la siguiente manera6 Reacción anódica: <e <e <= = >e? Reacción ca$ódica: %< = <;<% = >e? >%;? ,a reacción )lo+al es6 e8s9 = @+< %< 8g9 =<;=8ac9 ABe<=8ac9 = ;<% 8l9
Por supuesto que existen diferentes reacciones anódicas y catódicas para los diferentes tipos de aleaciones expuestas en distintos medios. 'e manera sorprendente, los depósitos aumentan por movimientos del metal, a travCs de la película, 5asta el corrosivo 8(u<% sobre (u, e% sobre e9, así como tambiCn mediante la difusión del corrosivo a travCs de la película, 5asta el metal 8e<%D sobre e9. 2simismo, se 5an observado casos de movimientos contrarios, tanto del metal como del corrosivo 8eD%> sobre e9. !l mecanismo básico preferido depende del tipo de metal y las condiciones de corrosión, sobre todo la temperatura.E8@9 3.-. ac$ores !"e in/"0en en el 'roceso de corrosión.
Po$encial el#c$rico de los me$ales 6 (uando dos metales están en contacto a travCs de un líquido se produce una corrosión galvánica o electrolítica. !l grado de corrosión depende fundamentalmente de la diferencia de potencial elCctrico existente entre los dos metales en contacto.
(uanto más ba:o 8negativo9 sea el potencial de un metal, más fácilmente resultara corroídoF del mismo modo cuando mayor sea la diferencia de potencial entre los dos metales en contacto, tanto mayor será la corrosión galvánica producida entre ambos, siempre en per:uicio del de menor potencial. ormación de 'el2c"las : os productos insolubles de la corrosión pueden ser completamente impermeables al líquido corrosivo, por eso son totalmente protectores, o impermeables y permitir la corrosión local y general sin obstáculos. as películas pueden tener tendencia a absorber la 5umedad o retenerla, incrementando la corrosión resultante de la exposición a la atmosfCrica o los vapores corrosivos. Tem'era$"ra6 a corrosión tiende a aumentar al elevar la temperatura ya que esta posee efectos secundarios mediante su inGuencia en la solubilidad del aire, que es la sustancia más com7n que inGuye en la corrosión. elocidad6 /n aumento en la velocidad del movimiento relativo entre una solución corrosiva y una supercie metálica tiende a acelerar la corrosión, inGuyendo las sustancias oxidantes 8oxigeno9, lleguen a la supercie que se corroe y a la mayor rapidez con que los productos de la corrosión misma, se retiran. A)en$es o4idan$es : os agentes oxidantes que aceleran la corrosión de algunos materiales pueden retrasar la corrosión de otras, mediante la formación en sus supercies de óxidos o capas de oxigeno absorbidos que los 5acen más resistentes a los ataques químicos. Acide5 de la sol"ción : a velocidad de corrosión de la gran parte de los metales es afectada por el p;. os metales solubles en acido, como el 5ierro, el nivel de p; medio 8aprox. > a@H9 la velocidad de corrosión está controlada por la velocidad de transporte del oxidante 8generalmente oxígeno disuelto9 a la supercie metálica temperaturas muy altas la velocidad de corrosión aumenta con el incremento de la basicidad.
os metales anfotIricos como el aluminio y el cinc se disuelven rápidamente en soluciones acidas o básicas. a tendencia que tienen los metales a corroerse mediante el desplazamiento de iones de 5idrogeno de solución de indica de modo general por su posición en la serie electromotriz. os metales por encima del 5idrogeno, desplazan al 5idrogeno con mayor facilidad que los que se encuentran deba:o del 5idrogenoF una disminución en la concentración del ion 5idrogeno tiende a 5acer ascender el 5idrogeno
en reacciones con los metales, mientras que si se aumenta el ion metálico tiende a desplazar a los metales 5acia aba:o en relación al 5idrogeno.E8<9 3.3. Descri+ir el ciclo ener)#$ico de la corrosión 0 relacionar con es$e la ec"ación de Arr*eni"s6 Nerns$ 0 7i++s.
4a velocidad de cualquier transformación es controlada por la magnitud de una o más barreras de energía, como por e:emplo un átomo o un ion deben vencer a la energía de transformación. a energía adquirida para la trasformación del átomo o ion se conoce como energía de activación, 2J. !xiste una distribución estadística de energía entre las partículas que asegura que en cualquier instante, una pequeKa pero signicativa fracción de partículas tendrá suciente energía para vencer la energía de activación y pueden transformarse en un corto lapso de tiempo. !sto se conoce como velocidad de reacción, L, que por ende depende de la energía de activación que puede representarse por la siguiente ecuación conocida como la ecuación de 2rr5enius6E 8D9
3.8. ("# es "n indicador en las 5onas elec$ródicas.
4Se observó la zona catódica de coloración fucsia cuando se daba reducción de oxígeno en presencia de agua pero las zonas anódicas solo se observaron por la coloración azul cuando el material corroído era el 5ierro, por e:emplo en la celda 1n?( no se observó color azul. as zonas de mayor energía o con energía acumulada gracias a la concentración de esfuerzos que se da por el for:ado en caliente o traba:o en frio de materiales mecánicos con la nalidad de darle una forma especíca, convirtiCndose entonces dic5a zona en una zona más activa que el resto del material al cual no se le aplicaron dic5as fuerzas comportándose así como ánodos por su alto contenido energCtico en comparación a las otras zonas por tanto tiene tendencia natural a liberar dic5a energía debido a esto las zonas de más ba:a energía se comportan como cátodos.E8>9 4Munto con el electrodo de referencia se utiliza un electrodo indicador cuya respuesta depende de la concentración del analito. os electrodos indicadores para las medidas potenciomCtricas son de dos tipos fundamentales, denominados metálicos y de membrana. !stos 7ltimos se denominan tambiCn electrodos especícos o selectivos para iones. !n muc5as aplicaciones es deseable que el potencial de media celda de uno de los electrodos sea conocido, constante y completamente insensible a la composición de la solución en estudio. /n electrodo con estas características, se denomina electrodo de referencia. /n electrodo de referencia debe ser fácil de montar, proporcionar potenciales reproducibles y tener un potencial sin cambios con el paso de pequeKas corrientes. 'os
electrodos com7nmente utilizados que satisfacen estos requisitos son el !lectrodo de (alomel y el !lectrodo de Plata?(loruro de Plata.E 8N9 3.9.C"&l es la 5ona de ira;e de la %>, es un indicador de p; que en disoluciones ácidas permanece incoloro, pero en disoluciones básicas toma un color rosado con un punto de vira:e entre p;O,< 8incoloro9 y p;O@H 8magenta o rosado9. Sin embargo, en p; extremos 8muy ácidos o básicos9 presenta otros vira:es de coloración6 la fenolftaleína en disoluciones fuertemente básicas se torna incolora, mientras que en disoluciones fuertemente ácidas se torna naran:a. a fenolftaleína normalmente se disuelve en alco5ol para su uso en experimentos. a fenolftaleína es un ácido dCbil que pierde cationes ;= en solución. a molCcula de fenolftaleína es incolora, en cambio el anión derivado de la fenolftaleína es de color rosa. (uando se agrega una base la fenolftaleína 8siendo esta inicialmente incolora9 pierde ;= formándose el anión y 5aciendo que tome coloración rosa.!l cambio de color no puede explicarse solo en base a la desprotonación, se produce un cambio estructural con la aparición de una tautomería cetoenólica.E Q9 3.=.En !"# medio cam+ia de coloración el
4!n medios donde estCn presentes los iones ferrosos 8fe==9 o sales ferrosas en solución acuosa en la q se disocian sus iones aportando por tanto determinada concentración de 8fe==9 como por e:emplo 8e(l<9E8 R9 3.>.C"ales!"iera !"e sean las reacciones inol"cradas en el 'roceso de corrosión6 '"eden la
4"o, estos indicadores se rigen ba:o ciertas condiciones para detectar la presencia de zonas catódicas o anódicas. a fenolftaleína actuará en medios básicos detectando la presencia de un cátodo en un proceso de corrosión por oxígeno en presencia de agua donde la reacción de reducción produce iones 5idroxilos alcalinizando la zona catódica siempre operando en su rango de p;. Por otro lado, el ferrocianuro de potasio es un reactivo q produce coloración azul por la reacción del ión ferrocianuro de potasio con los iones ferrososF para zonas catódicas donde la reacción de oxidación no produzca 8e==9 dic5o indicador no permitirá la detección de la región anódica ya que no se observara la coloración azul.E 89 8. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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