TECNOLOGIA DE MATERIALES
Laboratorio N°8 INFORME INTEGRANTES
HUANCA TORRES, Iris Elisa HUAMANI LOPEZ, Luis Alberto YAÑACC TAIPE, Gissela GONZALES SALAZAR, María Mercedes
DOCENTE:
SAMPEN ALQUIZAR, Luis Alberto
Fecha de realización: 19 de mayo de 2016 Fecha de entrega: 26 de mayo de 2016 2016-I
I.
INTRODUCCION
La mayoría de los metales (excepto los nobles) en contacto con el medio ambiente son termodinámicamente inestables que todos debieran reaccionar y convertirse en oxido. El proceso de corrosión puede originarse al entrar al contacto el metal de una solución electrolítica, la reacción de corrosión son reacciones redox espontaneas en las que un metal es atacado por alguna sustancia del ambiente y convertido en un compuesto no deseado. En este último informe se verificará las reacciones de óxido con algunos metales e iones metálicos.
II.
OBJETIVOS
Observar las reacciones de óxido reacciones de algunos metales o iones metálicos.
Identificar el poder relativo de los metales como agentes reductores, o el poder relativo de los iones metálicos como agente oxidante.
Identificar factores que intervienen en la corrosión.
III.
MARCO TEORICO
Corrosión: la corrosión es un fenómeno natural y sucede espontáneamente, no tenemos
que vivir con ella, mucho menos pasarla por alto mediante pequeños retoques de pintura para que mitigar los indicios de herrumbre. Las consecuencias de corrosión es el deterioro gradual de los metales. Aun cuando no se conoce detalladamente el mecanismo de la corrosión de hierro, se sabe que se trata de una oxidación. Con respecto a casi todos los metales, la oxidación es un proceso termodinámicamente favorable en el aire a temperatura ambiente. Si no se inhibe de alguna forma. El proceso de oxidación puede ser muy destructivo. En muchos casos, sin embargo. La oxidación forma una capa aisladora de óxido protector que impide al metal subyacente continuar reaccionado. Sobre la base de potencial estándar de la reducción del aluminio, por ejemplo, sería de esperar que el aluminio metálico se oxidase con gran facilidad. Sin embargo, las numerosas latas de aluminio para bebidas gaseosas y cervezas que ensucian el medio ambiente son pruebas fehacientes de que el aluminio sufre una corrosión muy lenta. El magnesio metálico goza de una protección semejante, ciertas aleaciones metálicas, como acero inoxidable, forman de modo parecido capas protectoras de óxido impermeable.
Imagen N°1: reacción de dos metales
Corrosión de hierro: es un conocido proceso de corrosión que tiene importantes
repercusiones económicas. Se estima que hasta 20% del hierro que se produce anualmente en estados unidos se utiliza para reponer objetos de hierro que se desechan debido al daño que les ha causado la herrumbre. El enmohecimiento de hierro requiere oxígeno y agua, otros factores como el PH de la disolución, la presencia de las sales, el contacto con los metales más difíciles de oxidar que hierro y el esfuerzo soportado por el metal aceleran la oxidación.
Ima en N°2: corrosión de hierro en contacto con a ua
El experimento a realizarse trata de un objeto (un clavo de hierro) que se corroe en una solución electrolítica de NaCl. Esta solución se encuentre mezclado con el indicador acidobase FERROXYL. Al acabo de algunos minutos de haber iniciado el experimento se pueden hacer las observaciones. En las zonas de cabeza y punta de clavo se observa la formación de una coloración azul intenso , mientras a lo largo del cuerpo del clavo la solución adquiere una coloración rosada grosella. La coloración azul evidencia la presencia de hierro (+2), y se conoce con el nombre de “azul de turnbull”, el color rosado es característico de la fenolftaleína en una solución básica. Las semirreacciones son: Fe
Fe+2 + 2e-
H2O +1/2O2 +2e-
reacción de oxidación 2 OH-
reacción de reducción
Durante la corrosión de clavo hay una oxidación pasan por el alma de clavo donde reducen O2 disuelto. El producto de reducción OH-, es detectado por la fenolftaleína. El óxido de hierro: es conocido como herrumbre u orín se descascará. Exponiendo así
constantemente una superficie fresca que luego sigue corroyéndose. Al cubrir el hierro con estaño como sucede en las latas de conserva, la protección solo es efectiva mientras permanezca intacta la capa protectora, si esta se triza como sucede al abrir la lata, queda expuesto el hierro debajo de la catódica, por lo que el hierro se oxida, y en forma particularmente rápida si esta en presencia de oxígeno.
La velocidad y extensión de un metal y de la corrosión depende de la naturaleza de las propiedades del metal y la naturaleza del medio ambiente. Los factores un metal son: más importantes de corrosión asociados con un metal son: a) b) c) d) e) f) g)
Potencial oxidación La presencia del material catódico Sobretensión Pureza del metal Estado físico Áreas relativas de ánodo y cátodo Aireación diferencial.
Las condiciones que influyen fundamentalmente en la corrosión son:
Humedad pH concentraciones del oxígeno y del ion metálico conductividad naturaleza del catión y anión presentes la temperatura presencia o ausencia de un inhibidor IV.
MATERIALES Y REACTIVOS: MATERIALES
2 placas petricas
1 tubo de ensayo
Vaso de 250 ml.
Placas de fierro y cobre
Cintas de magnesio y cobre
Alambre de cobre
Lijas de fe # 80
REACTIVOS
Solución de sulfato ferroso 1%
Sol. Electrolítica de NaCl 3% en peso
Indicadores: fenolftaleína y ferricianuro de potasio
V.
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL Proceso de corrosión del hierro en una solución electrolítica de NaCl.
En este proceso realizaremos la creación del soluto NaCl que será elaborado de la siguiente forma: - En un vaso de 250 ml, agregar 100 ml de solución de NaCl y añadir 10 gotas de ferrocianuro de 0,1 M y 5 gotas de fenolftaleína mezclar la solución utilizando una bagueta y en un aplaca Petri preparar lo siguiente: - Colocar un clavo sin doblar y cerca de este otro clavo doblado llenar la placa Petri con la solución de NaCl preparada, una vez realizado esto observar y anotar: APUNTES DE LO OBSERVADO:
Los metales se empiezan a corroer de las partes que presenta más desconformidad tomando un color azul y en el otro extremo un rosado. Reacciones con dos metales en contacto (en placa Petri) - En una placa Petri colocar un clavo enrollado con una cinta o alambre de cobre y otro clavo enrollado con una cinta de magnesio; luego llenar la placa con una solución de NaCl preparada - Después de 15 min anotar y observar: APUNTES DE LO OBSERVADO: Se puede anunciar que al observar este proceso ante la solución preparada se observó el potencial de electrodo donde el hierro (cátodo) y el magnesio (ánodo) que es la parte tensionada que más rápido se corroe. En caso del hierro y cobre los dos funcionan como cátodo haciendo el proceso de su corrosión donde el color azul que resalta salir de estos objetos es el óxido.
Reacciones co n los dos metales en contacto (en vaso)
- Elaborar el siguiente procedimiento; en un vaso de 250 ml colocar de 200 ml de solución de cloruro de sodio al 3%, añadir una gota de fenolftaleína y 2 o 3 gotas de ferrocianuro de potasio. - Sumergir en la solución de una placa de cobre y una de hierro conectar las placas mediante un hilo de cobre, tal como se muestra en la figura; esperar y anotar
APUNTES DE LO OBSERVADO: Los materiales sufren menor corrosión esto se debe al puente de electrolitos que permite como una defensa de poder actuar como ánodo de ganar electrones Cu.
VI.
RESULTADOS
En los experimentos realizados mediante un gráfico indicar lo siguiente: a) Coloración que tomaran los extremos de los electrodos. b) Cuál es la zona anódica, catódica. c) Escribir y formular los posibles compuestos formados compuestos.
VII.
CUESTIONARIO
1. Menci one dos ejemplos pr ácticos don de se manifi estan la relación entre la químic a y la electr ici dad. Uno
es la oxidación y el otro la reducción.
2. Defin ir lo que sig nif ica el proceso de oxid ación en una pila electroquími ca. Es
aquel elemento que tiende a captar esos electrones, quedando como un estado de
oxidación inferior al que tenía es decir siendo reducido. 3. Definir lo que significa el proceso de reducción en una pila electroquímica Elemento
que suministra electrones de su estructura química al medio, aumentando
su estado de oxidación, es decir siendo oxidado 4. Indique lo que signifi ca corrosi ón Es
la pérdida o deterioro de las propiedades físicas y/o químicas de un metal, sobre
todo el hierro, al interactuar con su medio. 5. ¿Qué elementos esenciales deben estar presentes para que ocurra una corro sión electroquímica? Para
que ocurra una corrosión electroquímica debe haber una celda galvánica la cual
este constituida por 3 elementos: 2 electrodos (ánodo y cátodo), y un medio electrolítico. 6. En ins talaciones indust riales se uti liza tubo s de fierr o galvanizado para transp ortar agua de pozo. El tubo de fierro galvanizado está fabricado de un tubo de hierro bañado con una capa de zinc. Indicar como se efectúa la protección del fierro contra la corrosión. La
protección del fierro se efectúa
7. Efectuar una unión roscada entre un tubo de fierro y una válvula de bronce (aleación de Cu +Sn). Por el tu bo debe cir cular agua de pozo. Indique ust ed: a.- ¿Qué material se va a co rro er?
El material primero en corroerse será el Fe por tener mayor oxidación y al ser un material ferroso como en cambio el bronce es un metal. b.- ¿cómo evitaría la cor rosi ón en esta unión ?
Primero al Fe se le tiene cubrir con metal que actué como su defensa primero sería cubierto con un metal como: Mg, Zn etc.
VIII.
CONCLUSIONES. Mediante
el proceso electroquímico nos sirve para recubrir los materiales en
otras ocasiones para salvar de la corrosión a un material sacrificando otro. En
conclusión, se ve que todo material tiene diferentes reacciones ante los
reactivos ya que empiezan a corroer de diferentes partes. La
oxidación se produce porque el oxígeno del aire reacciona con el metal, y
en presencia de la humedad, la corrosión ocurre más rápido. Al producto que genera se le conoce como herrumbre. Espero que el experimento les aclare alguna duda.
IX. Bibliografía Lemay, B. (2010). QUIMICA la ciencia central . maxico : novena edicion .
X. Anexos