LOCALIZACIO N DE ZONAS ANODICAS Y LOCALIZACIO CATO DICAS
RESUMEN. La corrosión es un deterioro natural que sufre un material como consecuencia de un ataque químico por parte de su entorno. La naturaleza de este fenómeno es electroquímica e implica un trasporte de electricidad a través de un electrolito (medio conductor). Para que este flujo de energía exista, es necesaria una zona anódica y una catódica que es lo que esencialmente se busca demostrar a continuación, todo esto con el fin de mostrar las diferentes consecuencias que sufre un material en proceso de corrosión.
Palabras clave: corrosión, par galvánico, celda electroquímica, ánodo, cátodo, celda de concentración, electrolito.
INTRODDUCCIÓN. Existen muchas definiciones de corrosión,
posibles soluciones que se le pueden dar al
pero en un sentido general se puede decir
problema. El reconocimiento de dichas zonas
que es un fenómeno natural, en el cual, los
es el tema principal y se explicara con mayor
sistemas químicos expresan su tendencia
detalle más adelante.
hacia un estado de equilibrio estable. Es una oxidación acelerada y continua que desgasta, deteriora y afecta la integridad física de un
El fenómeno de la corrosión es de naturaleza electroquímica
que
cumple
con
las
características fundamentales de una pila o
material.
batería. Para que se forme una celda En el estudio de la corrosión y las posibles
electroquímica, o celda de corrosión, se
maneras
importante
requiere la presencia de un material que
reconoces las zonas anódicas y catódicas, ya
cede electrones en contacto con otro que los
que con esta información se puede plantear
acepta, y de un medio conductor de iones.
de
controlarla
es
El potencial electroquímico corresponde al establecido en una celda donde ocurre un
OBJETIVO GENERAL. Estudiar
la
aparición
ataque electroquímico. Este potencial puede de
zonas
catódicas y anódicas en un metal
ser utilizado para generar una corriente.
INDICADORES DE CORROSIÓN.
que sufre corrosión.
Los indicadores de corrosión son indicadores químicos que ponen en evidencia la presencia de
OBJETIVOS ESPECIFICOS
diferentes iones característicos en un proceso de Identificar
las zonas catódicas
y
corrosión. Dos de estos indicadores son:
anódicas presentes en el fenómeno de corrosión de un material metálico.
Introducir
el
concepto
de
Ferrocianuro de potasio: El ferrocianuro de potasio se comporta como un agente
par
reductor. De esta forma señala la
galvánico y sus semirreacciones.
presencia de zonas catódicas en una
MARCO TEORICO.
celda electroquímica.
REACCIONES DE OXIDO-REDUCCIÓN.
conocido indicador que toma el color
Es toda reacción química en la que uno o más electrones se transfieren entre los reactivos, provocando un cambio en sus
La
oxidación
química
rosado en zonas alcalinas. Cuando se trata de concentraciones
fuertes el
color pasa de rosado a púrpura. La
estados de oxidación.
Fenolftaleína: La fenolftaleína es un
es
una
reacción
presencia
de
fenolftaleína
identificar
la
presencia
de
permite zonas
donde un elemento cede
electrones, y por lo tanto aumenta
anódicas.
su estado de oxidación.
La
reducción
consiste
en
un
proceso electroquímico por el cual
PARES GALVANICOS.
un átomo o un ion gana electrones, esto causa una disminución en su estado de oxidación. El número total de electrones perdidos en la oxidación debe ser igual al número de electrones ganados en la reducción.
POTENCIAL ELECTROQUÍMICO.
Un par galvánico es una conformación de una superficie metálica o de dos metales distintos, que cuando están en
contacto
con un
electrólito, tienen una diferencia de potencial, por lo que se forma una pila galvánica en la que el ánodo (potencial más negativo) se corroe
mientras
que
el
cátodo
(potencial
menos
el
negativo) no sufre corrosión (sufre reducción, es decir recibe electrones).
fin
de
disolver
el
agar-agar
completamente.
Añadir 10ml de Ferrocianuro de Potasio y 2ml de solución de fenolftaleína.
CELDAS DE CONCENTRACIÓN.
Llenar los vidrios de reloj, con la solución preparada,
dejar
Una celda de concentración, es una pila
comience
la
galvánica en la cual las dos semiceldas están
superficie del líquido.
formadas por el mismo metal en la misma
solución. La corriente eléctrica es generada gracias a que las concentraciones de la solución
la
pares, etc. En la solución.
Colocar
una gota de solución en una
solución estará más concentrada que en la otra.
normal).
Solución agar-agar que contenga el 3%
en
que
Colocar las puntillas, las láminas, los
lámina de acero
hasta
solidificación
en las semiceldas son distintas, en una la
MATERIALES.
enfriar
(inoxidable y acero
RESULTADOS. PRIMER MONTAJE.
de NaCl.
Solución d Ferrocianuro de Potasio al 5%.
Solución de Fenolftaleína.
Puntillas de acero recubiertas y con la cabeza deformada.
Láminas de zinc, acero y cobre.
Figura 1. Vidrio de reloj con solución agar-agar
Cable eléctrico.
al 3% de NaCl.
PROCEDIMEINTO EXPERIMENTAL.
En la figura 1 se observa que el tornillo se torna azul en el espiral, la puntilla muestra mayor
Preparar 400 ml de solución de agaragar que contenga 3% de NaCl.
Añadir de 9 – 10 gramos de agar –agar y calentar hasta el punto de ebullición con
reacción en la zona que fue golpeada. Las puntilla que fueron metidas de punta presentan mayor reacción que las que porque
en
esa
zona
se
están de cabeza encuentra
un
concentrador de electrolitos, además presentan
un maquinado previo. La coloración azul indica la
TERCER MONTAJE.
presencia de iones de iones Fe ++, por lo tanto es una zona catódica.
SEGUNDO MONTAJE
Figura 3. Láminas de cobre, acero y zinc En la figura 3 se observa que las láminas de acero tomaron alguna coloración azul. Esto sucedió por que
Figura 2.
Par galvánico acero-zinc y celda
primero se introdujo una
lámina de cobre con 2 de acero lo que condujo a crear zonas catódicas (por su color azul) pero
electrolítica de acero y zinc.
luego se introdujo el zinc, este liberando sus En la figura 2 se observa que el acero del par galvánico se torna de un color fucsia ya que este se introdujo primero y unos instantes después se introdujo el zinc. Para la celda electrolítica, en la que se introdujo primero el acero y un tiempo después el zinc se observa que el acero se torna de un color azul. La coloración azul representa la presencia de iones Fe ++ (zona catódica) y la coloración fucsia indica presencia de iones OH(zona anódica). Cuando el zinc es introducido en la solución, este se comporta como ánodo de sacrificio
ya
que
presenta
mayor
electronegatividad y no se presenta coloración.
electrones
los
libero
directo
al
acero
comportándose
como
ánodo
de
sacrificio.
Algunas áreas diminutas de color fucsia indican la liberación de iones OH- antes de que se introdujera el Zinc. El cobre no presenta ninguna coloración ya que el acero es más activo, además al ponerlo en contacto con el zinc, los iones Cu 2+ se depositan cono Cu metal sobre la lámina
Figura 5. Celda electrolítica de acero-cobre, acero inoxidable-cobre, acero-zinc.
de zinc.
CUARTO MONTAJE.
En la figura 5 se observa una coloración azul en la celda cobre-acero señalando una zona catódica
ya que esa celda se introdujo
primero en la solución. Cuando se introdujo la celda acero-zinc, la coloración no continua porque hay una transferencia de electrones por parte del zinc que se comporta como ánodo de sacrificio, además se observa en las uniones del cable con la lámina algunas
Figura 4. Pares galvánicos acero-cobre y láminas de cobre En la figura 4 se observa una
coloraciones
el color
diminutas
señalando
presencia de una zona anódica por su color
característico para la zona catódica en el
fucsia.
acero mientras que la zona anódica se torna
PLACAS
de color fucsia y se da en el cobre. Es importante resaltar que las zonas donde más pigmentación se observa son las zonas donde está desgastado el acero y en las uniones de los pares galvánico ya que son puntos
donde
maquinado
se y
ha se
presentado comporta
concentrado de electrolitos.
QUINTO MONTAJE.
un
como
la
Figura 6. Placa de acero con solución de agar-agar al 3% de NaCl.
fucsia lo que hace
suponer que no hubo
formación de iones OH pero si hubo otras reacciones que dieron lugar a la tonalidad amarillenta.
CONCLUSIONES.
Figura 6. Placa de acero con solución de agar-agar al 3% de NaCl.
se
observó
una
reacciones
reducción
de
oxidación
ocurren
con
y
relativa
rapidez, mostrando una tonalidad de
En la figura anterior (figura 6) al principio del proceso
Las
color diferente para cada una de
coloración
ellas bien sea una coloración azul
netamente azul indicando una zona catódica pero después de un tiempo se tornó color
(iones Me++) o fucsia (iones OH-).
fucsia. La causa de que primero estuviese
Estos
azul
se
identificas
encontraba en la activa, pero luego se tornó
catódicas.
es
señal
de
que
el
material
fucsia porque la presencia de oxigeno de los
En
colores
la
nos
permitieron
las zonas anódicas y
mayoría
los
sistemas
se
alrededores y este se comporta como cátodo
presentan zonas anódicas y zonas
reduciendo al hierro.
catódicas. Dependiendo del caso, si se emplea dos electrodos uno será el que se oxide generando iones característicos de su naturaleza y en
Figura 7. Placa de acero inoxidable con gota de solución agar-agar al 3% de NaCl.
los
otros
comportamiento
En
tendrán de
un
cátodo
en
donde se dará la oxidación del O2
la
permitiendo la observación de las zonas catódicas y anódicas.
El
potencial
de
cada
material
permite que este se comporte como cátodo o como ánodo ya que este es figura 7, La lámina de acero inoxidable no presente en ningún momento una tonalidad
un
parámetro
es
característico,
permitiendo que un metal se oxide mientras que el otro se reduce.
En un par galvánico el metal más activo que es el que tiene menor potencial, se oxida con gran facilidad y el otro metal al que está conectado se
comporta
presentando
como inmunidad
cátodo, a
la
corrosión debido a que tiene un mayor potencial.
