UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE MEXICO (FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES CUAUTITLAN) INGENIERIA MECÁNICA ELÉCTRICA DEPARTAMENTO DE INGENIERIA SECCIÓN MECÁNICA

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE MEXICO
(FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES CUAUTITLAN)

INGENIERIA MECÁNICA ELÉCTRICA
DEPARTAMENTO DE INGENIERIA
SECCIÓN MECÁNICA

LABORATORIO DE INGENIERIA DE MATERIALES

GRUPO: 1502 B

PROFESOR: ROLANDO CORTES MONTES DE OCA

ALUMNO: SALAZAR GARCIA GENARO

PRACTICA 6

CORROSION UNIFORME

FECHA DE ELABORACION: 08/SEPT/2014

FECHA DE ENTREGA: 29/SEPT/2014

SEMESTRE 2015-I

PRACTICA No. 6
CORROSIÓN UNIFORME

OBJETIVOS

1. Observar el fenómeno de corrosión en metales inmersos en un medio corrosivo.
2. Determinar la velocidad de corrosión en metales que se desempeñan en un medio corrosivo.
INTRODUCCIÓN
La corrosión se define como el deterioro de un material a consecuencia de un ataque electroquímico por su entorno. De manera más general, puede entenderse como la tendencia general que tienen los materiales a buscar su forma más estable o de menor energía interna. Siempre que la corrosión esté originada por una reacción electroquímica (oxidación), la velocidad a la que tiene lugar dependerá en alguna medida de la temperatura, de la salinidad del fluido en contacto con el metal y de las propiedades de los metales en cuestión. Otros materiales no metálicos también sufren corrosión mediante otros mecanismos. El proceso de corrosión es natural y espontáneo.
La corrosión es una reacción química (oxido reducción) en la que intervienen tres factores: la pieza manufacturada, el ambiente y el agua, o por medio de una reacción electroquímica.
Los factores más conocidos son las alteraciones químicas de los metales a causa del aire, como la herrumbre del hierro y el acero o la formación de pátina verde en el cobre y sus aleaciones (bronce, latón).
Sin embargo, la corrosión es un fenómeno mucho más amplio que afecta a todos los materiales (metales, cerámicas, polímeros, etc.) y todos los ambientes (medios acuosos, atmósfera, alta temperatura, etc.)
Lo que provoca la corrosión es un flujo eléctrico masivo generado por las diferencias químicas entre las piezas implicadas. (la corrosión es un fenómeno electroquímico) Una corriente de electrones se establece cuando existe una diferencia de potenciales entre un punto y otro. Cuando desde una especie química se ceden y migran electrones hacia otra especie, se dice que la especie que los emite se comporta como un ánodo y se verifica la oxidación, y aquella que los recibe se comporta

Para que haya corrosión electroquímica, además del ánodo y el cátodo, debe haber un electrólito (por esta razón, también se suele llamar corrosión húmeda, aunque el electrólito también puede ser sólido). La transmisión de cargas eléctricas es por electrones del ánodo al cátodo (por medio del metal) y por iones en el electrólito.
Este par de metales constituye la llamada pila galvánica, en donde la especie que se oxida (ánodo) cede sus electrones y la especie que se reduce (cátodo) acepta electrones. Al formarse la pila galvánica, el cátodo se polariza negativamente, mientras el ánodo se polariza positivamente.
En un medio acuoso, la oxidación del medio se verifica mediante un electrodo especial, llamado electrodo ORP, que mide en milivoltios la conductancia del medio. La corrosión metálica química es por ataque directo del medio agresivo al metal, oxidándolo, y el intercambio de electrones se produce sin necesidad de la formación del par galvánico.
La manera de corrosión de los metales es un fenómeno natural que ocurre debido a la inestabilidad termodinámica de la mayoría de los metales. En efecto, salvo raras excepciones (eloro, el hierro de origen meteorítico), los metales están presentes en la Tierra en forma de óxidos, en los minerales (como labauxita si es aluminio o la hematita si es hierro). Desde la prehistoria, toda la metalurgia ha consistido en reducir los óxidos en bajos hornos, luego en altos hornos, para fabricar el metal. La corrosión, de hecho, es el regreso del metal a su estado natural, el óxido.
A menudo se habla del acero inoxidable:
este tipo de acero contiene elementos de aleación (cromo) en 11% como mínimo lo cual le permite ser inoxidable al estar expuesto al oxígeno, además de ser un estabilizador de la ferrita.
el cromo hace que se contraiga la región de la austenita y en su lugar la región de la ferrita disminuye su tamaño.

Protección contra la corrosión
El diseño de las estructuras puede parecer de poca importancia, pero puede ser implementado para aislar las superficies del medio ambiente.
Los recubrimientos
Estos son usados para aislar las regiones anódicas y catódicas e impiden la difusión del oxígeno o del vapor de agua, los cuales son una gran fuente que inicia la corrosión o la oxidación. La oxidación se da en lugares húmedos pero hay métodos para que el metal no se oxide, por ejemplo: la capa de pintura.
Elección del material
La primera idea es escoger todo un material que no se corroa en el ambiente considerado. Se pueden utilizar aceros inoxidables, aluminios, cerámicas, polímeros (plásticos), FRP, etc. La elección también debe tomar en cuenta las restricciones de la aplicación (masa de la pieza, resistencia a la deformación, al calor, capacidad de conducir la electricidad, etc.).
Cabe recordar que no existen materiales absolutamente inoxidables; hasta el aluminio se puede corroer.
En la concepción, hay que evitar las zonas de confinamiento, los contactos entre materiales diferentes y las heterogeneidades en general.
Hay que prever también la importancia de la corrosión y el tiempo en el que habrá que cambiar la pieza (mantenimiento preventivo).
Dominio del ambiente
Cuando se trabaja en ambiente cerrado (por ejemplo, un circuito cerrado de agua), se pueden dominar los parámetros que influyen en la corrosión; composición química (particularmente la acidez), temperatura, presión... Se puede agregar productos llamados "inhibidores de corrosión". Un inhibidor de corrosión es una sustancia que, añadida a un determinado medio, reduce de manera significativa la velocidad de corrosión. Las sustancias utilizadas dependen tanto del metal a proteger como del medio, y un inhibidor que funciona bien en un determinado sistema puede incluso acelerar la corrosión en otro sistema.
Inhibidores de la corrosión
Es el traslado de los productos físicos que se agrega a una solución electrolítica hacia la superficie del ánodo o del cátodo lo cual produce polarización.
La corrosión uniforme o ataque uniforme es la forma de corrosión más común. Se caracteriza por una reacción química o electroquímica que se lleva a cabo de una manera uniforme sobre la superficie expuesta.
En esta forma de corrosión el metal se va adelgazado de una manera casi uniforme, hasta que eventualmente desaparecen grandes porciones de él.
Un ejemplo clásico de corrosión uniforme lo constituye el sistema hierro-agua-oxigeno; una
superficie de hierro pulida, sumergida en agua expuesta a la atmósfera se va a corroer
uniformemente. Para explicar este hecho es conveniente analizar las reacciones que se llevan a cabo:

Reacción Anódica: Fe Fe+2 + 2e

Reacción Catódica: O 2 +2H 2 O +4e 4 OH -

La reacción total se obtiene sumando estas dos reacciones, dando:

2Fe + 2H 2 O +O 2 2fe+2 + 4 OH- 2Fe(OH) 2 ¯

Lo cual indica que el hidróxido ferroso se precipita de la solución. Sin embargo, este
compuesto es inestable en soluciones oxigenadas (aireadas) y se oxida para formar una sal
férrrica, como producto final, conocida con el nombre familiar de herrumbre; la reacción final será:

2Fe(OH) 2 + H 2 O + 1/2 O2 2Fe(OH)3

Esta reacción se lleva a cabo en toda la superficie expuesta, la cual mostrará una corrosión
esencialmente uniforme.
Cabe mencionar que esta forma de corrosión no reviste gran peligrosidad, ya que la vida del
material puede estimarse con bastante exactitud por medio de una prueba de corrosión, la cual consiste en sumergir una probeta del material en cuestión, en una solución idéntica a la del medio corrosivo en el cual estará trabajando y dejarla ahí durante un cierto tiempo. La
velocidad de corrosión se puede obtener por medio de la siguiente relación:
mmpa=8760 W / DAT
Donde
mmpa = milímetros por año
W = pérdida de peso en miligramos
D = densidad del material de la probeta en gramos/cm3
A = área de la probeta en milímetros cuadrados
T = tiempo de exposición en horas

MATERIAL Y EQUIPO

· Probetas de acero, latón y aluminio
· Salmuera (1 litro de agua, 30 gramos de sal)
· Tres recipientes
· Calibrador
· Balanza analítica
· Pinzas de acero y lija de 600
PROCEDIMIENTO

1.- Las probetas deberán pulirse con lija del No. 600 de manera que sus superficies queden
lisas. A continuación se pesarán y medirán a fin de obtener su área.

2.- En los recipientes se colocarán las probetas, las cuales quedarán sumergidas en el medio
ambiente (salmuera), las probetas deberán permanecer en el medio corrosivo durante dos
semanas.

3.- Al final de la prueba, las probetas se deberán de lavar con agua y lijarse muy suavemente
con lija del No. 600, con el fin de retirar toda la capa formada por los productos de corrosión.

4.-Después de esto se secan las probetas y se pesan nuevamente.

CUESTIONARIO

1. Determinar la velocidad de corrosión para los tres materiales utilizados.

R=de acuerdo a las pruebas o probetas utilizadas, el que presenta mayor grado de corrosión es el Acero, después el laton y al final el aluminio.
2. ¿Es factible establecer con precisión la vida útil de un material, en un medio corrosivo
dado, por medio de esta prueba?

R=Con precisión no podríamos determinarlo ya que influyen diversos factores como el clima, la temperatura, la humedad que haya, etc. Lo que si podemos Hacer es determinar una aproximación de la vida útil conforme a las condiciones en las que se encontrara expuesto el material.

3. ¿Qué se puede decir del comportamiento mostrado por los tres materiales?

R=el hierro es el material que mas se corroe lo cual reduce su tiempo de vida útil aunque como se indica en el marco teórico hay técnicas y materiales que reducen este efecto, el laton por ser una aleación de igual forma uno de los materiales que esta compuesto es el que tiende a corroerse mas rápido, y el aluminio es el material con mayor tempo de vida útil por lo cual en efectos prácticos nos conviene mas utilizarlo en fabricación de objetos expuestos al medio ambiente y tendremos una mayor durabilidad.

4. ¿Es posible predecir el comportamiento de estos tres materiales, en salmuera a cualquier
Concentración, por medio de la prueba realizada, con la concentración utilizada en este
ensayo?

R= se puede predecir ya que con esta concentración vimos el orden en el que se presenta la corrosión en los 3, lo único que variaría es la cantidad de desprendimiento en el material. Al aumentar la concentración aumenta el desprendimiento y al disminuir la concentración disminuye el desprendimiento pero el orden sigue siendo el mismo

5. Establezca las ecuaciones de oxidación y reducción para los tres materiales empleados.

2Fe + 2H 2 O +O 2 2fe+2 + 4 OH- 2Fe(OH) 2 ¯

6. ¿Cuál de los ocho tipos de corrosión es deseable durante un proceso de pulido de un metal
con un electrolito?
R=La corrosión química ya que seria mucho mas rápida que las demás y le podemos dar el acabado de forma pareja a nuestro criterio y no en efectos del tiempo como los demás y no seria tan complicado el proceso.

CONCLUSIONES
Esta práctica fue elaborada muy rápidamente en el laboratorio ya que no existio mucha complegibilidad práctica fue elaborada por métodos prácticos ya que no se pesaron ni se midieron las muestras y el resultado fue el mismo ya que se hizo a criterio propio, lo cual nos demuestra que en las empresas no siempre tenemos que seguir todo el lineamiento, podemos agilizar el proceso y ahorrar tiempo de esta forma ya que como el profesor lo comenta el la industria vas contra el tiempo para las pruebas.
La vida útil no se podrá calcular exactamente pero si podremos aproximarla para determinar que material usar pero teniendo en cuenta diversos factores.


SECCIÓN MECÁNICA


GRUPO: 1502 B



PRACTICA 7

CORROSION GALVÁNICA

FECHA DE ELABORACION: 08/SEPT/2014


SEMESTRE 2015-I

PRACTICA No. 7
CORROSION GALVANICA
OBJETIVO.
-Observar el fenómeno de la corrosión galvánica.
-Determinar la velocidad de corrosión para los materiales acoplados galvánicamente.

INTRODUCCION.
La corrosión Galvánica es una de las más comunes que se pueden encontrar. Es una forma de corrosión acelerada que puede ocurrir cuando metales distintos (con distinto par redox) se unen eléctricamente en presencia de un electrolito (por ejemplo, una solución conductiva).
Es un hecho conocido que existe una diferencia de potencial entre dos metales diferentes cuando se sumergen en una solución corrosiva.
Se ha observado observado, que en lo general, la corrosión del metal menos existente a la corrosión aumenta, mientras que el ataque del material más resistente disminuye notablemente, comparado esto con el comportamiento de cada metal cuando no está en contacto. Así el metal menos resistente tendrá a comportarse como cátodo. Generalmente, al llevarse a cabo el acoplamiento, el metal que actúa como cátodo se corroe muy poco o nada.
Esta forma de corrosión es la que producen las Celdas Galvánicas. Sucede que cuando la reacción de oxidación del ánodo se va produciendo se van desprendiendo electrones de la superficie del metal que actúa como el polo negativo de la pila (el ánodo) y así se va produciendo el desprendimiento paulatino de material desde la superficie del metal. Este caso ilustra la corrosión en una de sus formas más simples.

MATERIAL Y EQUIPO.
-Dos probetas de latón, dos de aluminio y dos de acero. Todos aproximadamente 4 cm de longitud.
-Sal de cocina.
-Recipientes.
-Balanza analítica y calibrador.

PROCEDIMENTO.
1. Primeramente en la realización de la práctica una vez que tuvimos las probetas procedimos a limarlas.
2. Una vez que las lijamos preparamos la solución agregando 30 gramos de sal en cada uno de los recipientes.
3. Después colocamos cada probeta ya sea de latón, acero y aluminio en cada uno de los recipientes.
4. Dejamos las pruebas dos semanas para observar el cambio de la corrosión.
5. Finalmente al concluir la prueba, las probetas se deberán lavar con gua, y observamos n que estado quedaron las probetas por lo cual observamos la corrosión.

Fenómeno de corrosión acero
fenómeno de corrosión laton
fenómeno de corrosión aluminio

CUESTIONARIO.

1. Describa lo que observo en cada uno de los recipientes.
Lo que se observó en los recipientes en el de acero es que si se observa el fenómeno de corrosión a grande vista al igual que el de latón, pero el de aluminio es muy leve lo que se observó del fenómeno de corrosión.
2.Determinar la velocidad de corrosión para todas las probetas.
Aproximadamente fue un tiempo de dos semanas después de realizar el fenómeno de corrosión.
3.¿los resultados obtenidos están de acuerdo a lo establecido en la tabla 2?
Si ya que se observó que son aceros nobles o catódicos.
4.¿podrían utilizarse los datos de la tabla 2, para determinar que metal sufrirá corrosión en un acoplamiento galvánico, sumergido en un medio corrosivo de agua de mar?
Si ya que las tablas nos proporcionan que metales son catódicos y como están constituidos en sus aleaciones y nos da una idea como van a reaccionar en el fenómeno.
5.¿Qué efecto tiene al acero y aluminio respectivamente, sobre la corrosión del latón y el acero, en los pares galvánicos latón-acero y acero-aluminio?
latón-acero se observó el fenómeno de corrosión a grandes rasgos como color marrón. Tanto el latón como el acero inoxidable son resistentes a corrosión, sin embargo reaccionarán de manera diferente frente a varios agentes.
acero-aluminio, todas las estructuras de acero galvanizado de Geométrica, esto atrae siempre la pregunta de si ambos materiales son compatibles o están sujetos a la corrosión galvánica. Por teoría, estos dos materiales son definitivamente compatibles.
6.¿Qué finalidad practica este tipo de acoplamiento galvánico?
La mayoría de los casos de corrosión galvánica resulta de la conexión eléctrica de dos metales que se encuentran sumergidos en algún medio corrosivo. Por otra parte forma la base para predecir su tendencia a la corrosión de cada material.
7.Para proteger contra la corrosión a un metal dado, ¿se recomendara una reacción anódica o una catódica en su superficie?
Se ha observado, que en lo general, la corrosión del metal menos resistente a la corrosión aumenta, mientras que el ataque al material más resistente disminuye notablemente, comparado con esto con el comportamiento de cada metal cuando no están en contacto. Así el metal menos resistente tendrá a comportarse como cátodo ya que se correo muy poco o nada.
8.Si el aluminio es más anódico que el hierro, ¿Por qué se corroe menos que este, cuando forman un par galvánico?
Lo que sucede es que, al oxidarse, se produce óxido de aluminio, y se deposita en toda la parte exterior del aluminio, en una capa microscópica. Este óxido es transparente, a diferencia del óxido de hierro que es color rojizo o marrón, por lo cual pareciera que el aluminio nunca se oxida.

CONCLUSIONES.
En esta practica lo que se entendió fue el concepto de la corrosión galvánica y por otra parte observamos el fenómeno de la corrosión galvánica en las probetas de acero, latón y aluminio como que daban después de agregar sal y dejar por lo menos dos semanas para observar el fenómeno de la corrosión. El fenómeno de la corrosión se define como la destrucción o deterioro químico o electrolítico de un material, preferentemente metálico, por la reacción con el medio que lo rodea, y viene dado por la tendencia que tienen todos los metales por volver al estado en que se encuentran en la naturaleza.


SECCIÓN MECÁNICA


GRUPO: 1502 B



PRACTICA 8

EFECTO DE ÁREA


SEMESTRE 2015-I

PRÁCTICA No. 8
EECTO DE ÁREA
OBJETIVOS
1.- Observar el efecto de área en la corrosión de dos metales.
2.- Determinar la velocidad de corrosión para los pares galvánicos formados.
INTRODUCCIÓN
Como se sabe, el acoplamiento galvánico debe evitarse en presencia de un medio corrosivo, ya que produce un aumento en la velocidad de corrosión del material más anódico. Sin embargo, este efecto también va a ser dependiente de las áreas catódica y anódica, es decir, otro de los factores importantes en la corrosión galvánica es el "Efecto de área", o sea la relación del área catódica al área anódica.
Una relación de área desfavorable, consiste en un cátodo muy grande y un ánodo muy pequeño; así, para un flujo de corriente dado en la celda, la densidad de corriente es mayor para un electrodo pequeño que para uno grande y entre mayor es la densidad de corriente en una área anódica, mayor será la velocidad de corrosión. La corrosión de área anódica puede llegar a ser de 100 a 1000 veces mayor que si las áreas fueran iguales. La violación de este principio puede resultar en fallas muy costosas en la industria, ya que soluciones medianamente corrosivas pueden llevar a velocidades de corrosión extremadamente altas, cuando la relación de áreas entre cátodo y ánodo es muy grande.
CORROSIÓN ELECTROQUÍMICA
La corrosión electroquímica es un proceso espontáneo que denota siempre la existencia de una zona anódica (la que sufre la corrosión), una zona catódica y un electrolito, y es imprescindible la existencia de estos tres elementos, además de una buena unión eléctrica entre ánodos y cátodos, para que este tipo de corrosión pueda tener lugar. La corrosión más frecuente siempre es de naturaleza electroquímica y resulta de la formación sobre la superficie metálica de multitud de zonas anódicas y catódicas; el electrolito es, en caso de no estar sumergido o enterrado el metal, el agua condensada de la atmósfera, para lo que la humedad relativa deberá ser del 70%.
MATERIAL Y EQUIPO
Probetas de cobre y acero de las siguientes dimensiones:
1 Probeta de cobre de 3 x 0.3 x 0.5 cm
1 Probeta de cobre de 3 x 0.3 x 2 cm
2 Probetas de acero de 0.6 x 0.6 x 1.5 cm
Sal de cocina.
2 vasos de precipitados de 100 ml.
Balanza analítica y calibrador.
PROCEDIMIENTO
1.-Cada probeta se pule, se pesa y se mide de manera que podamos obtener su área.
2.- Se prepara la solución corrosiva con un litro de agua y 30 g. de sal.
3.- Se unen las probetas, colocando una de cobre y una de acero, de manera que se tenga un buen contacto entre ellas.
4.- Se introducen las probetas en el medio corrosivo permaneciendo dentro de él durante dos semanas.
5.- Al retirar las probetas del medio corrosivo, se deben lavar perfectamente, de manera que se retire todo el óxido y productos de la corrosión.
6.- Finalmente, se secan perfectamente y se pesan.
CUESTIONARIO
1.-Describa lo que observó en los vasos de precipitados, durante el tiempo que duró la prueba.
R= Se observó que hubo un proceso de corrosión en las probetas de acero y cobre pero que en las de cobre hubo más corrosión ya que tuvo más reacción al comportarse como ánodo y por el tamaño de la pieza.

2.-Determine la velocidad de corrosión para todas las probetas.
R= La velocidad de corrosión se determina con las siguientes ecuaciones
Podemos modelizar para la polarización catódica y anódica de la forma:
E = E0c - b log Icorr [Cátodo]
E = E0a + g log Icorr [Anodo]
Pudiendo hallarse log Icorr del sistema anterior.
log Icorr = (E0c - E0a)/(b + g)

3. ¿Qué efecto tiene el tamaño de la probeta de cobre sobre la velocidad de corrosión del acero?
R= La del cobre sufrió un desgaste mayor ya que el tamaño de la probeta es mucho menor que la del acero y al funcionar como el ánodo,
4. Supongamos que se tienen unidos (soldados) dos materiales distintos, los cuales se encuentran sumergidos en un medio corrosivo no muy severo. ¿Sería recomendable recubrir el material más anódico con pintura anticorrosiva? Explique.
R= Si porque si no sufriría una corrosión excesiva ya que el puente electrodito está muy junto
5. ¿Si dos metales distintos tienen que unirse, que precauciones se deberán observar para reducir el ataque del metal menos noble?
R= Saber cuál de los dos se comporta como ánodo y como cátodo para poder calcular la velocidad de corrosión y así saber cuánto tiempo servirá la pila galvánica.
CONCLUSIÓN
La corrosión del acero ocasiona fuertes pérdidas económicas, por lo que es necesario adoptar medidas para prevenirla.
Su fundamento es la existencia de pilas galvánicas dónde el acero actúa como ánodo, produciéndose la oxidación del Cu.
Consecuentemente, una forma de prevenir la corrosión será convertir la pieza de acero que se desea proteger en cátodo.

SECCIÓN MECÁNICA


GRUPO: 1502 B



PRACTICA 9

PASIVIDAD


SEMESTRE 2015-I

PRACTICA No. 9
PASIVIDAD
OBJETIVO
1.- Observar el efecto de pasividad de los metales
2.- obtener la velocidad de corrosión de un metal en el rango activo y pasivo
INTRODUCCION
El fenómeno de la pasividad de los metales es difícil de explicar debido a lo complejo de su naturaleza y a las condiciones específicas bajo las cuales puede ocurrir. Esencialmente, la pasividad se refiere a la pérdida de reactividad química, experimentada por ciertos metales y aleaciones bajo condiciones ambientales específicas. Lo anterior quiere decir que bajo ciertas condiciones, algunos metales y aleaciones se comportan como materiales inertes, tales como se comportaría el oro o el platino.
Se ha observado este comportamiento en metales de gran uso en ingeniería, tales como: hierro, níquel, cromo, titanio y las aleaciones que contienen estos metales.

La pasivación es la formación de una película relativamente inerte sobre la superficie de un material (frecuentemente un metal), que lo enmascara en contra de la acción de agentes externos. Aunque la reacción entre el metal y el agente externo sea termodinámicamente factible a nivel macroscópico, la capa o película pasivante no permite que estos puedan interactuar, de tal manera que la reacción química o electroquímica se ve reducida o completamente impedida.
En la mayoría de los casos prácticos parece bien establecido que la pasividad se mantiene por una película superficial, probablemente de óxido, o tal vez de algún otro compuesto. En todos estos casos parece tratarse de una película tridimensional de espesor definido.-
Lo que no parece totalmente aclarado es el mecanismo de transición del estado activo al estado pasivo. En ciertos casos (Ag en Cl, Pb en SO—4 ), se sabe que se forman núcleos del producto pasivante que se extienden y llegan a recubrir por completo la superficie metálica. Sin embargo, en un gran número de casos, en particular los del hierro y el acero inoxidable, la explicación de la pasivación como proceso de nucleación y crecimiento de óxido no parece suficiente por la rapidez del proceso; se cree que en tales casos la pasivación aparece por formación de una mono capa de óxido o hidróxido del metal en disolución.-

Potencial de pasivación
La pasivación aparece a un potencial determinado, el potencial de Flade, que varía según el metal y el medio corrosivo considerado. Se han hecho muchos estudios para relacionar
el valor de este potencial con el mecanismo de pasivación. Se cree que el potencial de Flade varía con el pH de las soluciones. El hecho de obtener la misma dependencia del potencial de Flade con un pH en diferentes metales sugiere estar en presencia de un electrodo del tipo metal / óxido. La reacción qué se supone ocurre en dicho electrodo puede ser:
Me + H2O ! MeO + 2 H ++2e-
Cuando un metal, en un medio corrosivo específico, se le somete a un potencial de corrosión creciente. Después de alcanzar una intensidad crítica específica, la intensidad decrece fuertemente a la i (pasiva) lo que caracteriza el estado pasivo del metal, de bajos valores de corrosión.
Los electrolitos pasivadores son por lo general agentes oxidantes inorgánicos; los que son capaces de crear capas de óxidos absorbidas por la superficie e impermeables al posterior ataque corrosivo.
No todos los metales o aleaciones pueden sufrir esta fuerte polarización por corrientes anódicas, teniendo sólo éstos el calificativo de pasivos.
Existen dos teorías principales respecto a la naturaleza de la película pasiva:
1) la teoría de la película de óxido;
2) la teoría de adsorción.
En la teoría de la película de oxido se defiende que la película pasiva es siempre una capa que actúa como barrera de difusión de productos de reacción (por ejemplo, óxidos metálicos u otros compuestos) separando el metal de su entorno y que disminuye la velocidad de reacción.
En la teoría de adsorción se cree que los metales pasivos son cubiertos por una película química adsorbida de oxígeno. Se supone que tal capa desplaza las moléculas de H20, adsorbidas normalmente, y reduce la velocidad de disolución anódica, involucrando la hidratación de los iones metálicos.
Las dos teorías tienen en común que se forma una película protectora en la superficie del metal, de modo que el grado de pasividad redunda en un aumento de la resistencia frente a la corrosión.

MATERIAL Y EQUIPO
-Dos probetas de acero
-Acido nítrico al 70% y al 35%
- Dos vasos de precipitado de 100 ml
-Balanza analítica y calibrador
-Pinzas y probeta graduada

CUESTIONARIO
1.-Describa lo que observo en cada vaso de precipitados.
R=en el vaso de precipitado que contenía la probeta con el 70% de acido nítrico que se dejo ahí durante una semana hubo un pequeño cambio de coloración y además en la probeta existió oxido y en la segunda probeta fue menor la oxidación que se presentó en la probeta y existió menor cambio de coloración.
2.-Determine la velocidad de corrosión para las probeta.
R= Para este experimento que se realizó debido al tiempo que se dejaron las probetas fue muy poco y no se pudo calcular la velocidad de corrosión pero sin embargo se llego a la conclusión de que la región pasiva del metal se comporta como un metal noble y aumentos posteriores en la potencia del agente oxidante, prácticamente no produce cambio en la velocidad de corrosión.
3.-Las capas superficiales y las películas pasivadoras son recubrimientos protectores que tienden a reducir la velocidad de corrosión. ¿Qué tipo de capa es mas estable?
R=las películas pasivadoras debido a que la formación de esta película es relativamente inerte sobre la superficie de un material, que lo enmascara en contra de la acción de agentes externos. Aunque la reacción entre el metal y el agente externo sea termodinámicamente factible a nivel macroscópico, la capa o película pasivante no permite que estos puedan interactuar, de tal manera que la reacción química o electroquímica se ve reducida o completamente impedida.
4.-Explique el comportamiento de las probetas en base a la curva mostrada.
R=Conforme a la grafica se muestra que en la probeta numero 1 fue mucho mayor la velocidad de corrosión con respecto al factor oxidante y esto hizo que se llegara más rápidamente a la región de transpasiva activa y en la probeta número 2 se observó que fue mucho menor la velocidad de corrosión y debido a esto la región que se encontró fue pasiva.

5.- ¿Por qué la primer probeta reacciona violentamente, si se golpea o se raspa ligeramente en la solución acida al 35%?
R= Esto sucedió debido a que en la probeta 1 se llegó a la región transpasiva rápidamente y esto hizo que el metal se comportara como un metal activo, en el cual hubo un aumento en la potencia del agente oxidante y por tal motivo hubo un aumento en la velocidad de corrosión.

CONCLUSIONES
En esta practica los alumnos observamos en efecto que se produce en un metal con respecto a la pasividad de cada material diferente además de que se nos enseño a calcular la velocidad de corrosión de un metal en los rangos activo y pasivo.
El fenómeno que se observo de la pasividad es difícil explicarlo debido a la complejidad de su naturaleza y las condiciones bajo las cuales se llevo a cabo el experimento


SECCIÓN MECÁNICA


GRUPO: 1502 B



PRACTICA 10

ELECTRODEPOSICIÓN


SEMESTRE 2015-I

PRACTICA No. 10
ELECTRODEPOSICION

OBJETIVO
1. Conocer y poner en práctica uno de los métodos de recubrimiento de metales más común como lo es el de electrodeposición (galvanoplastía).
2. Conocer las ventajas que se obtienen al realizar este tipo de trabajo.
INTRODUCCIÓN
La electrodeposición o galvanoplastía es una operación mediante la cual se deposita una capa de metal sobre otro metal gracias a la electrólisis de una solución que contiene una sal de aquel metal. La mayor parte de los metales pueden ser depositados mediante esta forma, pero los más comúnmente utilizados son el níquel, cromo, cadmio, cobre, plata, cinc, oro y estaño.
En aplicaciones comerciales, el objeto a recubrir es colocado en un recipiente que contiene un electrolito adecuado. El ánodo es el metal que va a ser depositado y generalmente es un metal de alta pureza, el objeto o pieza que va a ser recubierta es el cátodo. Se requiere para la electrodeposición una fuente de C.D. que va a actuar como una bomba cuya función es la de extraer los electrones del ánodo, es decir, se establecerá una corriente y entonces los iones del metal del ánodo se desprenderán y se depositarán en estado sólido en la pieza o cátodo. Las propiedades del metal a depositar y velocidad de deposición dependen de factores como: la intensidad de la corriente, temperatura del electrolito, condiciones de la superficie y propiedades del material de la pieza a trabajar. El niquelado es el proceso de electrodeposición más antiguo, utilizado para el recubrimiento de piezas de acero, cobre y bronce a las cuales les proporciona una agradable apariencia y moderada resistencia a la corrosión.

MATERIAL Y EQUIPO
Fuente de C.D.
Solución acuosa de sulfato de níquel, ácido bórico y cloruro de amonio en 100 ml de agua.
Piezas de acero o latón (cátodo).
Electrodo de níquel (ánodo).
Vaso de precipitados.
Cables de conexión.
Balanza analítica y calibrador.
CUESTIONARIO
1.-Explique brevemente lo observado en la práctica.
R= Lo que pudimos observar en esta práctica es como se puede proteger un material a base de reacciones químicas en este caso la electrodeposición.
2.-Obtenga analíticamente el peso del metal que se ha depositado en la pieza y compárelo con el obtenido en la práctica.
3.-Calcule el espesor de la capa depositada.
4.-¿Cuál es la función del sulfato de níquel, del ácido bórico y el cloruro de amonio?
R= El sulfato de níquel es el principal proveedor de metal, el cloruro de níquel mejora el proceso debido a la contenido de cloruro de la disolución anódica. El ácido bórico actúa como sustancia tampón, es decir, mantiene el pH dentro un rango.
5.-Mencione los métodos utilizados comercialmente para recubrir un metal.
R= Niquelado electrolítico, Electrodeposicion, Baños watt, Niquelado, cromado y Galvanoplastia.

6.-Mencione los elementos principales de que está construida una instalación de galvanoplastía.
1. Recepción de materia prima.
2. Desengrase o limpieza química.
3. Lavado de desengrase.
4. Decapado o desoxidación.
5. Lavado de decapado.
6. Preparación mecánica de la pieza.
7. Limpieza física.
8. Electrólisis (estañado, cromado, niquelado).
9. Lavado en caliente.
10 Secado.
11. Aceitado.
12. Almacenamiento.

CONCLUSIONES
En esta práctica conocimos como es q se puede proteger una pieza de acero a base de una reacción química en este caso la electrodeposición pero en la industria hay una gran variedad de métodos para recubrir un material como puede ser niquelado, galvanoplastia etc. Por lo que en nuestra carrera es de suma importancia conocer todos estos métodos.

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE MEXICO (FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES CUAUTITLAN) INGENIERIA MECÁNICA ELÉCTRICA DEPARTAMENTO DE INGENIERIA SECCIÓN MECÁNICA

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