UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE MEXICO (FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES CUAUTITLAN) INGENIERIA MECÁNICA ELÉCTRICA DEPARTA DEPARTAMENTO MENTO DE INGENIERIA SECCIÓN MECÁNICA LABORATORIO 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 dene como el deterioro de un material a consecuencia de un ataque electroquím electroquímico ico por 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. interna. !iempre que la corrosión est" originada por una reacción electroquímica electroquímica #o$idación #o$idación% % la velocidad a la que tiene lugar dependerá en alguna medida de la temperatura de la salinidad del &uido en contacto con el metal ' de las propiedades de los metales en cuestión. Otros materiales no metálicos tambi"n sufren corrosión mediante otros mecanismos. (l proceso de corrosión es natural ' espontáneo. La corrosión es una reacción química #o$ido #o$ido reducción% reducción% en la que intervienen tres factores) la pie*a manufacturada el ambiente ' el agua o por medio de una reacción electroquímica. electroquímica. Los factores más conocidos son las alteraciones químicas de los metales a causa del aire como la +errumbre +errumbre del del +ierro +ierro ' ' el acero acero o o la formación de pátina verde en el cobre cobre ' ' sus aleaciones #bronce #bronce latón latón%. %. !in embargo la corrosión es un fenómeno muc+o más amplio que afecta a todos los materiales materiales # #metales metales cerámicas cerámicas polímeros polímeros etc.% ' todos los ambientes #medios #medios acuosos acuosos atmósfera atmósfera alta temperatura etc.% Lo que provoca la corrosión es un &u,o el"ctrico masivo generado por las diferencias químicas entre las pie*as implicadas. #la corrosión es un fenómeno electroquímico% -na corriente de electrones electrones se se establece cuando e$iste una diferencia de potenciales entre potenciales entre un punto ' otro. uando desde una especie química se ceden ' migran electrones +acia otra especie se dice que la especie que los emite se comporta como un ánodo ánodo ' ' se verica la o$idación o$idación ' aquella que los recibe se comporta
/ara que +a'a corrosión electroquímica además del ánodo ' el cátodo debe +aber un electrólito #por esta ra*ón tambi"n se suele llamar corrosión +0meda aunque el electrólito tambi"n puede ser sólido%. La transmisión de cargas el"ctricas es por electrones del ánodo al cátodo #por medio del metal% ' por iones en el electrólito. (ste par de metales constitu'e la llamada pila galvánica en donde la especie que se o$ida #ánodo% cede sus electrones ' la especie que se reduce #cátodo% acepta electrones. l formarse la pila galvánica el cátodo se polari*a negativamente mientras el ánodo se polari*a positivamente. (n un medio acuoso la o$idación del medio se verica mediante un electrodo especial llamado electrodo O/ que mide en milivoltios la conductancia del medio. La corrosión metálica química es por ataque directo del medio agresivo al metal o$idándolo ' 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 ma'oría de los metales. (n efecto salvo raras e$cepciones #eloro el +ierro de origen meteorítico% los metales están presentes en la 3ierra en forma de ó$idos en los minerales #como labau$ita si es aluminio o la +ematita si es +ierro%. Desde la pre+istoria toda la metalurgia +a consistido en reducir los ó$idos en ba,os +ornos luego en altos +ornos para fabricar el metal. La corrosión de +ec+o es el regreso del metal a su estado natural el ó$ido. menudo se +abla del acero ino$idable) este tipo de acero contiene elementos de aleación #cromo% en 114 como mínimo lo cual le permite ser ino$idable al estar e$puesto al o$ígeno además de ser un estabili*ador de la ferrita. el cromo +ace que se contraiga la región de la austenita ' en su lugar la región de la ferrita disminu'e su tamaño. /rotección contra la corrosión
(l diseño de las estructuras puede parecer de poca importancia pero puede ser implementado para aislar las supercies del medio ambiente. Los recubrimientos (stos son usados para aislar las regiones anódicas ' catódicas e impiden la difusión del o$ígeno o del vapor de agua los cuales son una gran fuente que inicia la corrosión o la o$idación. La o$idación se da en lugares +0medos pero +a' m"todos para que el metal no se o$ide por e,emplo) la capa de pintura. (lección del material La primera idea es escoger todo un material que no se corroa en el ambiente considerado. !e pueden utili*ar aceros ino$idables aluminios cerámicas polímeros #plásticos% 5/ etc. La elección tambi"n debe tomar en cuenta las restricciones de la aplicación #masa de la pie*a resistencia a la deformación al calor capacidad de conducir la electricidad etc.%. abe recordar que no e$isten materiales absolutamente ino$idables6 +asta el aluminio se puede corroer. (n la concepción +a' que evitar las *onas de connamiento los contactos entre materiales diferentes ' las +eterogeneidades en general. 7a' que prever tambi"n la importancia de la corrosión ' el tiempo en el que +abrá que cambiar la pie*a #mantenimiento preventivo%. Dominio del ambiente uando se traba,a en ambiente cerrado #por e,emplo un circuito cerrado de agua% se pueden dominar los parámetros que in&u'en en la corrosión6 composición química #particularmente la acide*% temperatura presión... !e puede agregar productos llamados 8in+ibidores de corrosión8. -n in+ibidor de corrosión es una sustancia que añadida a un determinado medio reduce de manera signicativa la velocidad de corrosión. Las sustancias utili*adas dependen tanto del metal a proteger como del medio ' un in+ibidor que funciona bien en un determinado sistema puede incluso acelerar la corrosión en otro sistema. 9n+ibidores de la corrosión (s el traslado de los productos físicos que se agrega a una solución electrolítica +acia la supercie del ánodo o del cátodo lo cual produce polari*ación. La corrosión uniforme o ataque uniforme es la forma de corrosión más com0n. !e caracteri*a por una reacción química o electroquímica que se lleva a cabo de una manera uniforme sobre la supercie e$puesta.
(n esta forma de corrosión el metal se va adelga*ado de una manera casi uniforme +asta que eventualmente desaparecen grandes porciones de "l. -n e,emplo clásico de corrosión uniforme lo constitu'e el sistema +ierro: agua:o$igeno6 una supercie de +ierro pulida sumergida en agua e$puesta a la atmósfera se va a corroer uniformemente. /ara e$plicar este +ec+o es conveniente anali*ar las reacciones que se llevan a cabo) eacción nódica) 5e
5e;2 ; 2e
eacción atódica) O 2 ;27 2 O ;
< O7 :
La reacción total se obtiene sumando estas dos reacciones dando) 25e ; 27 2 O ;O 2
2fe;2 ; < O7:
25e#O7% 2 =
Lo cual indica que el +idró$ido ferroso se precipita de la solución. !in embargo este compuesto es inestable en soluciones o$igenadas #aireadas% ' se o$ida para formar una sal f"rrrica como producto nal conocida con el nombre familiar de +errumbre6 la reacción nal será) 25e#O7% 2 ; 7 2 O ; 1>2 O2
25e#O7%?
(sta reacción se lleva a cabo en toda la supercie e$puesta la cual mostrará una corrosión esencialmente uniforme. abe mencionar que esta forma de corrosión no reviste gran peligrosidad 'a que la vida del material puede estimarse con bastante e$actitud por medio de una prueba de corrosión la cual consiste en sumergir una probeta del material en cuestión en una solución id"ntica a la del medio corrosivo en el cual estará traba,ando ' de,arla a+í durante un cierto tiempo. La velocidad de corrosión se puede obtener por medio de la siguiente relación) mmpa@ABC E > D3 Donde mmpa @ milímetros por año E @ p"rdida de peso en miligramos D @ densidad del material de la probeta en gramos>cm? @ área de la probeta en milímetros cuadrados 3 @ tiempo de e$posición en +oras
MATERIAL Y EQUIPO F /robetas de acero latón ' aluminio F !almuera #1 litro de agua ? gramos de sal% F 3res recipientes F alibrador F Galan*a analítica F /in*as de acero ' li,a de C
PROCEDIMIENTO 1.: Las probetas deberán pulirse con li,a del Ho. C de manera que sus supercies queden lisas. continuación se pesarán ' medirán a n de obtener su área. 2.: (n 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. ?.: l nal de la prueba las probetas se deberán de lavar con agua ' li,arse mu' suavemente con li,a del Ho. C con el n de retirar toda la capa formada por los productos de corrosión. <.:Despu"s de esto se secan las probetas ' se pesan nuevamente.
CUESTIONARIO 1. Determi!r "! #e"o$i%!% %e $orro&i' (!r! "o& tre& m!teri!"e& )ti"i*!%o&. @de acuerdo a las pruebas o probetas utili*adas el que presenta ma'or grado de corrosión es el cero despu"s el laton ' al nal el aluminio.
+. ,E& -!$ti"e e&t!"e$er $o (re$i&i' "! #i%! /ti" %e ) m!teri!"0 e ) me%io $orro&i#o %!%o0 (or me%io %e e&t! (r)e! @on precisión no podríamos determinarlo 'a que in&u'en diversos factores como el clima la temperatura la +umedad que +a'a etc. Lo que si podemos 7acer es determinar una apro$imación de la vida 0til conforme a las condiciones en las que se encontrara e$puesto el material.
2. ,Q)3 &e ()e%e %e$ir %e" $om(ort!mieto mo&tr!%o (or "o& tre& m!teri!"e& @el +ierro es el material que mas se corroe lo cual reduce su tiempo de vida 0til aunque como se indica en el marco teórico +a' t"cnicas ' materiales que reducen este efecto el laton por ser una aleación de igual forma uno de los materiales que esta compuesto es el que tiende a corroerse mas rápido ' el aluminio es el material con ma'or tempo de vida 0til por lo cual en efectos prácticos nos conviene mas utili*arlo en fabricación de ob,etos e$puestos al medio ambiente ' tendremos una ma'or durabilidad.
4. ,E& (o&i"e (re%e$ir e" $om(ort!mieto %e e&to& tre& m!teri!"e&0 e &!"m)er! ! $)!"5)ier Co$etr!$i'0 (or me%io %e "! (r)e! re!"i*!%!0 $o "! $o$etr!$i' )ti"i*!%! e e&te e&!o @ se puede predecir 'a que con esta concentración vimos el orden en el que se presenta la corrosión en los ? lo 0nico que variaría es la cantidad de desprendimiento en el material. l aumentar la
concentración aumenta el desprendimiento ' al disminuir la concentración disminu'e el desprendimiento pero el orden sigue siendo el mismo
7. E&t!"e*$! "!& e$)!$ioe& %e o8i%!$i' re%)$$i' (!r! "o& tre& m!teri!"e& em("e!%o&. 25e ; 27 2 O ;O 2
2fe;2 ; < O7:
25e#O7% 2 =
6. ,C)9" %e "o& o$:o ti(o& %e $orro&i' e& %e&e!"e %)r!te ) (ro$e&o %e ()"i%o %e ) met!" $o ) e"e$tro"ito @La corrosión química 'a que seria muc+o mas rápida que las demás ' le podemos dar el acabado de forma pare,a a nuestro criterio ' no en efectos del tiempo como los demás ' no seria tan complicado el proceso.
CONCLUSIONES (sta práctica fue elaborada mu' rápidamente en el laboratorio 'a que no e$istio muc+a complegibilidad práctica fue elaborada por m"todos prácticos 'a que no se pesaron ni se midieron las muestras ' el resultado fue el mismo 'a que se +i*o a criterio propio lo cual nos demuestra que en las empresas no siempre tenemos que seguir todo el lineamiento podemos agili*ar el proceso ' a+orrar tiempo de esta forma 'a que como el profesor lo comenta el la industria vas contra el tiempo para las pruebas. La vida 0til no se podrá calcular e$actamente pero si podremos apro$imarla para determinar que material usar pero teniendo en cuenta diversos factores.
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 7 CORROSION GALVÁNICA
FECHA DE ELABORACION: 08/SEPT/2014
FECHA DE ENTREGA: 29/SEPT/2014
SEMESTRE 2015-I
PRACTICA No. ; CORROSION
INTRODUCCION. La corrosión Ialvánica es una de las más comunes que se pueden encontrar. (s una forma de corrosión acelerada que puede ocurrir cuando metales distintos #con distinto par redo$% se unen el"ctricamente en presencia de un electrolito #por e,emplo una solución conductiva%. (s un +ec+o conocido que e$iste una diferencia de potencial entre dos metales diferentes cuando se sumergen en una solución corrosiva. !e +a observado observado que en lo general la corrosión del metal menos e$istente a la corrosión aumenta mientras que el ataque del material más resistente disminu'e notablemente comparado esto con el comportamiento de cada metal cuando no está en contacto. sí el metal menos resistente tendrá a comportarse como cátodo. Ieneralmente al llevarse a cabo el acoplamiento el metal que act0a como cátodo se corroe mu' poco o nada. (sta forma de corrosión es la que producen las eldas Ialvánicas. !ucede que cuando la reacción de o$idación del ánodo se va produciendo se van desprendiendo electrones de la supercie del metal que act0a como el polo negativo de la pila #el ánodo% ' así se va produciendo el desprendimiento paulatino de material desde la supercie del metal. (ste caso ilustra la corrosión en una de sus formas más simples.
MATERIAL Y EQUIPO. :Dos probetas de latón dos de aluminio ' dos de acero. 3odos apro$imadamente < cm de longitud. :!al de cocina. :ecipientes. :Galan*a analítica ' calibrador.
PROCEDIMENTO. 1. /rimeramente en la reali*ación de la práctica una ve* que tuvimos las probetas procedimos a limarlas. 2. -na ve* que las li,amos preparamos la solución agregando ? gramos de sal en cada uno de los recipientes. ?. Despu"s colocamos cada probeta 'a sea de latón acero ' aluminio en cada uno de los recipientes. <. De,amos las pruebas dos semanas para observar el cambio de la corrosión. J. 5inalmente al concluir la prueba las probetas se deberán lavar con gua ' observamos n que estado quedaron las probetas por lo cual observamos la corrosión.
5enómeno de corrosión acero
fenómeno de corrosión laton
fenómeno de corrosión aluminio
CUESTIONARIO. 1. De&$ri! "o 5)e o&er#o e $!%! )o %e "o& re$i(iete&. 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 mu' leve lo que se observó del fenómeno de corrosión.
+.Determi!r "! #e"o$i%!% %e $orro&i' (!r! to%!& "!& (roet!&. pro$imadamente fue un tiempo de dos semanas despu"s de reali*ar el fenómeno de corrosión.
2.,"o& re&)"t!%o& otei%o& e&t9 %e !$)er%o ! "o e&t!"e$i%o e "! t!"! + !i 'a que se observó que son aceros nobles o catódicos.
4.,(o%r=! )ti"i*!r&e "o& %!to& %e "! t!"! +0 (!r! %etermi!r 5)e met!" &)-rir9 $orro&i' e ) !$o("!mieto >!"#9i$o0 &)mer>i%o e ) me%io $orro&i#o %e !>)! %e m!r !i 'a que las tablas nos proporcionan que metales son catódicos ' como están constituidos en sus aleaciones ' nos da una idea como van a reaccionar en el fenómeno.
7.,Q)3 e-e$to tiee !" !$ero !")miio re&(e$ti#!mete0 &ore "! $orro&i' %e" "!t' e" !$ero0 e "o& (!re& >!"#9i$o& "!t'? !$ero !$ero?!")miio
latón:acero se observó el fenómeno de corrosión a grandes rasgos como color marrón. 3anto el latón como el acero ino$idable son resistentes a corrosión sin embargo reaccionarán de manera diferente frente a varios agentes. acero:aluminio todas las estructuras de acero galvani*ado de Ieom"trica esto atrae siempre la pregunta de si ambos materiales son compatibles o están su,etos a la corrosión galvánica. /or teoría estos dos materiales son denitivamente compatibles.
6.,Q)3 @!"i%!% (r!$ti$! e&te ti(o %e !$o("!mieto >!"#9i$o La ma'oría de los casos de corrosión galvánica resulta de la cone$ión el"ctrica de dos metales que se encuentran sumergidos en alg0n medio corrosivo. /or otra parte forma la base para predecir su tendencia a la corrosión de cada material.
;.P!r! (rote>er $otr! "! $orro&i' ! ) met!" %!%o0 ,&e re$ome%!r! )! re!$$i' !'%i$! o )! $!t'%i$! e &) &)(er@$ie !e +a observado que en lo general la corrosión del metal menos resistente a la corrosión aumenta mientras que el ataque al material más resistente disminu'e notablemente comparado con esto con el comportamiento de cada metal cuando no están en contacto. sí el metal menos resistente tendrá a comportarse como cátodo 'a que se correo mu' poco o nada.
.Si e" !")miio e& m9& !'%i$o 5)e e" :ierro0 ,Por 5)3 &e $orroe meo& 5)e e&te0 $)!%o -orm! ) (!r >!"#9i$o Lo que sucede es que al o$idarse se produce ó$ido de aluminio ' se deposita en toda la parte e$terior del aluminio en una capa microscópica. (ste ó$ido es transparente a diferencia del ó$ido de +ierro que es color ro,i*o o marrón por lo cual pareciera que el aluminio nunca se o$ida.
CONCLUSIONES. (n esta practica lo que se entendió fue el concepto de la corrosión galvánica ' por otra parte observamos el fenómeno de la corrosión galvánica en las probetas de acero latón ' aluminio como que daban despu"s de agregar sal ' de,ar por lo menos dos semanas para observar el fenómeno de la corrosión. (l fenómeno de la corrosión se dene como la destrucción o deterioro químico o electrolítico de un material preferentemente metálico por la reacción con el medio que lo rodea '
viene dado por la tendencia que tienen todos los metales por volver al estado en que se encuentran en la naturale*a.
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 8 EFECTO DE ÁREA
FECHA DE ENTREGA: 29/SEPT/2014
SEMESTRE 2015-I
PRCTICA No. EECTO DE REA 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 omo se sabe el acoplamiento galvánico debe evitarse en presencia de un medio corrosivo 'a que produce un aumento en la velocidad de corrosión del material más anódico. !in embargo este efecto tambi"n va a ser dependiente de las áreas catódica ' anódica es decir otro de los factores importantes en la corrosión galvánica es el 8(fecto de área8 o sea la relación del área catódica al área anódica. -na relación de área desfavorable consiste en un cátodo mu' grande ' un ánodo mu' pequeño6 así para un &u,o de corriente dado en la celda la densidad de corriente es ma'or para un electrodo pequeño que para uno grande ' entre ma'or es la densidad de corriente en una área anódica ma'or será la velocidad de corrosión. La corrosión de área anódica puede llegar a ser de 1 a 1 veces ma'or que si las áreas fueran iguales. La violación de este principio puede resultar en fallas mu' costosas en la industria 'a que soluciones medianamente corrosivas pueden llevar a velocidades de corrosión e$tremadamente altas cuando la relación de áreas entre cátodo ' ánodo es mu' grande. OO!9KH (L(3O-MN9 La corrosión electroquímica es un proceso espontáneo que denota siempre la e$istencia de una *ona anódica #la que sufre la corrosión% una *ona catódica ' un electrolito ' es imprescindible la e$istencia
de estos tres elementos además de una buena unión el"ctrica entre ánodos ' cátodos para que este tipo de corrosión pueda tener lugar. La corrosión más frecuente siempre es de naturale*a electroquímica ' resulta de la formación sobre la supercie metálica de multitud de *onas anódicas ' catódicas6 el electrolito es en caso de no estar sumergido o enterrado el metal el agua condensada de la atmósfera para lo que la +umedad relativa deberá ser del B4.
MATERIAL Y EQUIPO /robetas de cobre ' acero de las siguientes dimensiones) 1 /robeta de cobre de ? $ .? $ .J cm 1 /robeta de cobre de ? $ .? $ 2 cm 2 /robetas de acero de .C $ .C $ 1.J cm !al de cocina. 2 vasos de precipitados de 1 ml. Galan*a analítica ' calibrador.
PROCEDIMIENTO 1.:ada probeta se pule se pesa ' se mide de manera que podamos obtener su área. 2.: !e prepara la solución corrosiva con un litro de agua ' ? g. de sal. ?.: !e unen las probetas colocando una de cobre ' una de acero de manera que se tenga un buen contacto entre ellas. <.: !e introducen las probetas en el medio corrosivo permaneciendo dentro de "l durante dos semanas. J.: l retirar las probetas del medio corrosivo se deben lavar perfectamente de manera que se retire todo el ó$ido ' productos de la corrosión. C.: 5inalmente se secan perfectamente ' se pesan.
CUESTIONARIO
1.?De&$ri! "o 5)e o&er#' e "o& #!&o& %e (re$i(it!%o&0 %)r!te e" tiem(o 5)e %)r' "! (r)e!. @ !e observó que +ubo un proceso de corrosión en las probetas de acero ' cobre pero que en las de cobre +ubo más corrosión 'a que tuvo más reacción al comportarse como ánodo ' por el tamaño de la pie*a.
+.?Determie "! #e"o$i%!% %e $orro&i' (!r! to%!& "!& (roet!&. @ La velocidad de corrosión se determina con las siguientes ecuaciones /odemos modeli*ar para la polari*ación catódica ' anódica de la forma) ( @ (c : b log 9corr PátodoQ ( @ (a ; g log 9corr PnodoQ /udiendo +allarse log 9corr del sistema anterior. log 9corr @ #(c : (a%>#b ; g%
2. ,Q)3 e-e$to tiee e" t!m!o %e "! (roet! %e $ore &ore "! #e"o$i%!% %e $orro&i' %e" !$ero @ La del cobre sufrió un desgaste ma'or 'a que el tamaño de la probeta es muc+o menor que la del acero ' al funcionar como el ánodo
4. S)(o>!mo& 5)e &e tiee )i%o& &o"%!%o& %o& m!teri!"e& %i&tito&0 "o& $)!"e& &e e$)etr! &)mer>i%o& e ) me%io $orro&i#o o m) &e#ero. ,Ser=! re$ome%!"e re$)rir e" m!teri!" m9& !'%i$o $o (it)r! !ti$orro&i#! E8("i5)e. @ !i porque si no sufriría una corrosión e$cesiva 'a que el puente electrodito está mu' ,unto
7. ,Si %o& met!"e& %i&tito& tiee 5)e )ir&e0 5)e (re$!)$ioe& &e %eer9 o&er#!r (!r! re%)$ir e" !t!5)e %e" met!" meo& o"e @ !aber cuál de los dos se comporta como ánodo ' como cátodo para poder calcular la velocidad de corrosión ' así saber cuánto tiempo servirá la pila galvánica.
CONCLUSIÓN
La corrosión del acero ocasiona fuertes p"rdidas económicas por lo que es necesario adoptar medidas para prevenirla. !u fundamento es la e$istencia de pilas galvánicas dónde el acero act0a como ánodo produci"ndose la o$idación del u. onsecuentemente una forma de prevenir la corrosión será convertir la pie*a de acero que se desea proteger en cátodo.
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 9 PASIVIDAD
FECHA DE ENTREGA: 29/SEPT/2014
SEMESTRE 2015-I
PRACTICA No. PASIVIDAD OBJETIVO 1.: Observar el efecto de pasividad de los metales 2.: obtener la velocidad de corrosión de un metal en el rango activo ' pasivo
INTRODUCCION (l fenómeno de la pasividad de los metales es difícil de e$plicar debido a lo comple,o de su naturale*a ' a las condiciones especícas ba,o las cuales puede ocurrir. (sencialmente la pasividad se reere a la p"rdida de reactividad química e$perimentada por ciertos metales ' aleaciones ba,o condiciones ambientales especícas. Lo anterior quiere decir que ba,o ciertas condiciones algunos metales ' aleaciones se comportan como materiales inertes tales como se comportaría el oro o el platino. !e +a observado este comportamiento en metales de gran uso en ingeniería tales como) +ierro níquel cromo titanio ' las aleaciones que contienen estos metales.
La pasivación es la formación de una película relativamente inerte sobre la supercie de un material #frecuentemente un metal% que lo enmascara en contra de la acción de agentes e$ternos. unque la reacción entre el metal ' el agente e$terno 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. (n la ma'oría de los casos prácticos parece bien establecido que la pasividad se mantiene por una película supercial probablemente de ó$ido o tal ve* de alg0n otro compuesto. (n todos estos casos parece tratarse de una película tridimensional de espesor denido.: Lo que no parece totalmente aclarado es el mecanismo de transición del estado activo al estado pasivo. (n ciertos casos #g en l /b en !OR< % se sabe que se forman n0cleos del producto pasivante que se e$tienden ' llegan a recubrir por completo la supercie metálica. !in embargo en un gran n0mero de casos en particular los del +ierro ' el acero ino$idable la e$plicación de la pasivación como proceso de nucleación ' crecimiento de ó$ido no parece suciente por la rapide* del proceso6 se cree que en tales casos la pasivación aparece por formación de una mono capa de ó$ido o +idró$ido del metal en disolución.:
Pote$i!" %e (!&i#!$i'
La pasivación aparece a un potencial determinado el potencial de 5lade que varía seg0n el metal ' el medio corrosivo considerado. !e +an +ec+o muc+os estudios para relacionar el valor de este potencial con el mecanismo de pasivación. !e cree que el potencial de 5lade varía con el p7 de las soluciones. (l +ec+o de obtener la misma dependencia del potencial de 5lade con un p7 en diferentes metales sugiere estar en presencia de un electrodo del tipo metal > ó$ido. La reacción qu" se supone ocurre en dic+o electrodo puede ser) Ne ; 72O S NeO ; 2 7 ;;2e: uando un metal en un medio corrosivo especíco se le somete a un potencial de corrosión creciente. Despu"s de alcan*ar una intensidad crítica especíca la intensidad decrece fuertemente a la i #pasiva% lo que caracteri*a el estado pasivo del metal de ba,os valores de corrosión. Los electrolitos pasivadores son por lo general agentes o$idantes inorgánicos6 los que son capaces de crear capas de ó$idos absorbidas por la supercie e impermeables al posterior ataque corrosivo. Ho todos los metales o aleaciones pueden sufrir esta fuerte polari*ación por corrientes anódicas teniendo sólo "stos el calicativo de pasivos. ($isten dos teorías principales respecto a la naturale*a de la película pasiva) 1% la teoría de la película de ó$ido6 2% la teoría de adsorción. (n la teoría de la película de o$ido se deende que la película pasiva es siempre una capa que act0a como barrera de difusión de productos de reacción #por e,emplo ó$idos metálicos u otros compuestos% separando el metal de su entorno ' que disminu'e la velocidad de reacción. (n la teoría de adsorción se cree que los metales pasivos son cubiertos por una película química adsorbida de o$ígeno. !e supone que tal capa despla*a las mol"culas de 72 adsorbidas normalmente ' reduce la velocidad de disolución anódica involucrando la +idratación de los iones metálicos. Las dos teorías tienen en com0n que se forma una película protectora en la supercie del metal de modo que el grado de pasividad redunda en un aumento de la resistencia frente a la corrosión.
MATERIAL Y EQUIPO :Dos probetas de acero :cido nítrico al B4 ' al ?J4 : Dos vasos de precipitado de 1 ml :Galan*a analítica ' calibrador :/in*as ' probeta graduada
CUESTIONARIO 1.?De&$ri! "o 5)e o&er#o e $!%! #!&o %e (re$i(it!%o&. @en el vaso de precipitado que contenía la probeta con el B4 de acido nítrico que se de,o a+í durante una semana +ubo un pequeño cambio de coloración ' además en la probeta e$istió o$ido ' en la segunda probeta fue menor la o$idación que se presentó en la probeta ' e$istió menor cambio de coloración.
+.?Determie "! #e"o$i%!% %e $orro&i' (!r! "!& (roet!. @ /ara este e$perimento que se reali*ó debido al tiempo que se de,aron las probetas fue mu' poco ' 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 ' aumentos posteriores en la potencia del agente o$idante prácticamente no produce cambio en la velocidad de corrosión.
2.?L!& $!(!& &)(er@$i!"e& "!& (e"=$)"!& (!&i#!%or!& &o re$)rimieto& (rote$tore& 5)e tie%e ! re%)$ir "! #e"o$i%!% %e $orro&i'. ,Q)3 ti(o %e $!(! e& m!& e&t!"e @las películas pasivadoras debido a que la formación de esta película es relativamente inerte sobre la supercie de un material que lo enmascara en contra de la acción de agentes e$ternos. unque la
reacción entre el metal ' el agente e$terno 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.?E8("i5)e e" $om(ort!mieto %e "!& (roet!& e !&e ! "! $)r#! mo&tr!%!. @onforme a la graca se muestra que en la probeta numero 1 fue muc+o ma'or la velocidad de corrosión con respecto al factor o$idante ' esto +i*o que se llegara más rápidamente a la región de transpasiva activa ' en la probeta n0mero 2 se observó que fue muc+o menor la velocidad de corrosión ' debido a esto la región que se encontró fue pasiva.
7.? ,Por 5)3 "! (rimer (roet! re!$$io! #io"et!mete0 &i &e >o"(e! o &e r!&(! "i>er!mete e "! &o")$i' !$i%! !" 27G @ (sto sucedió debido a que en la probeta 1 se llegó a la región transpasiva rápidamente ' esto +i*o que el metal se comportara como un metal activo en el cual +ubo un aumento en la potencia del agente o$idante ' por tal motivo +ubo un aumento en la velocidad de corrosión.
CONCLUSIONES (n esta practica los alumnos observamos en efecto que se produce en un metal con respecto a la pasividad de cada material diferente además de que se nos enseño a calcular la velocidad de corrosión de un metal en los rangos activo ' pasivo. (l fenómeno que se observo de la pasividad es difícil e$plicarlo debido a la comple,idad de su naturale*a ' las condiciones ba,o las cuales se llevo a cabo el e$perimento
UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE MEXICO (FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES CUAUTITLAN) INGENIERIA MECÁNICA ELÉCTRICA DEPARTAMENTO DE INGENIERIA SECCIÓN MECÁNICA LABORATORIO DE INGENIERIA DE MATERIALES GRUPO: 1502 B PROFESOR: ROLANDO CORTES MONTES DE OCA
ALUMNO:
SALAZAR GARCIA GENARO
PRACTICA 10 ELECTRODEPOSICIÓN
FECHA DE ENTREGA: 29/SEPT/2014
SEMESTRE 2015-I
PRACTICA No. 1H ELECTRODEPOSICION
OBJETIVO 1. onocer ' poner en práctica uno de los m"todos de recubrimiento de metales más com0n como lo es el de electrodeposición #galvanoplastía%. 2. onocer las venta,as que se obtienen al reali*ar este tipo de traba,o.
INTRODUCCIÓN La electrodeposición o galvanoplastía es una operación mediante la cual se deposita una capa de metal sobre otro metal gracias a la electrólisis de una solución que contiene una sal de aquel metal. La ma'or parte de los metales pueden ser depositados mediante esta forma pero los más com0nmente utili*ados son el níquel cromo cadmio cobre plata cinc oro ' estaño. (n aplicaciones comerciales el ob,eto a recubrir es colocado en un recipiente que contiene un electrolito adecuado. (l ánodo es el metal que va a ser depositado ' generalmente es un metal de alta pure*a el ob,eto o pie*a que va a ser recubierta es el cátodo. !e requiere para la electrodeposición una fuente de .D. que va a actuar como una bomba cu'a función es la de e$traer los electrones del ánodo es decir se establecerá una corriente ' entonces los iones del metal del ánodo se
desprenderán ' se depositarán en estado sólido en la pie*a o cátodo. Las propiedades del metal a depositar ' velocidad de deposición dependen de factores como) la intensidad de la corriente temperatura del electrolito condiciones de la supercie ' propiedades del material de la pie*a a traba,ar. (l niquelado es el proceso de electrodeposición más antiguo utili*ado para el recubrimiento de pie*as de acero cobre ' bronce a las cuales les proporciona una agradable apariencia ' moderada resistencia a la corrosión.
MATERIAL Y EQUIPO 5uente de .D. !olución acuosa de sulfato de níquel ácido bórico ' cloruro de amonio en 1 ml de agua. /ie*as de acero o latón #cátodo%. (lectrodo de níquel #ánodo%. Taso de precipitados. ables de cone$ión. Galan*a analítica ' calibrador.
CUESTIONARIO 1.?E8("i5)e re#emete "o o&er#!%o e "! (r9$ti$!. @ Lo que pudimos observar en esta práctica es como se puede proteger un material a base de reacciones químicas en este caso la electrodeposición.
+.?Ote>! !!"=ti$!mete e" (e&o %e" met!" 5)e &e :! %e(o&it!%o e "! (ie*! $om(9re"o $o e" otei%o e "! (r9$ti$!. 2.?C!"$)"e e" e&(e&or %e "! $!(! %e(o&it!%!.
4.?,C)9" e& "! -)$i' %e" &)"-!to %e =5)e"0 %e" 9$i%o 'ri$o e" $"or)ro %e !moio @ (l sulfato de níquel es el principal proveedor de metal el cloruro de níquel me,ora el proceso debido a la contenido de cloruro de la disolución anódica. (l ácido bórico act0a como sustancia tampón es decir mantiene el p7 dentro un rango.
7.?Me$ioe "o& m3to%o& )ti"i*!%o& $omer$i!"mete (!r! re$)rir ) met!". @ Hiquelado electrolítico (lectrodeposicion Gaños Uatt Hiquelado cromado ' Ialvanoplastia.
6.?Me$ioe "o& e"emeto& (ri$i(!"e& %e 5)e e&t9 $o&tr)i%! )! i&t!"!$i' %e >!"#!o("!&t=!. 1. ecepción de materia prima. 2. Desengrase o limpie*a química. ?. Lavado de desengrase. <. Decapado o deso$idación. J. Lavado de decapado. C. /reparación mecánica de la pie*a. B. Limpie*a física. A. (lectrólisis #estañado cromado niquelado%. V. Lavado en caliente. 1 !ecado. 11. ceitado. 12. lmacenamiento.
CONCLUSIONES (n esta práctica conocimos como es q se puede proteger una pie*a de acero a base de una reacción química en este caso la electrodeposición pero en la industria +a' una gran variedad de m"todos para recubrir un material como puede ser niquelado galvanoplastia etc. /or lo que en nuestra carrera es de suma importancia conocer todos estos m"todos.
