Universidad Nacional Autónoma de México Facultad de Estudios Superiores Cuautitlán
QUÍMICA Laboratorio de Fisicoquímica IV Grupo 1501B
ro!esora ro!esora "uana Cabrera #ernánde$
Equipo No.4
Fec%a de entre&a' (0)*ctubre)(0
Actividad Experimental No. 7 Corrosión OBJETIVOS ● Apreciar experimentalmente el fenómeno de corrosión. ● Analizar factores que influyen en el fenómeno. ● Determinar velocidad de corrosión en diferentes medios.
INTRO!CCI"N La corrosión es el ataque destructivo de un metal por reacción química o electroquímica con su medio ambiente o también puede ser definido como la transformación indeseable de un material como consecuencia del medio que lo rodea, se manifiesta ms evidentemente en los cuerpos sólidos como lo son los metales, las cermicas, los polímeros artificiales, los a!re!ados y los minerales fibrosos de ori!en natural. Las características fundamentales de este fenómeno, es que solo ocurre en presencia de un electrolito, ocasionando re!iones plenamente identificadas, llamadas estas anódicas y catódicas" una reacción de oxidación es una reacción anódica, en la cual los electrones son liberados diri!iéndose a otras re!iones catódicas. #n la re!ión anódica se producir la disolución del metal $corrosión% y consecuentemente en la re!ión catódica la inmunidad del metal. Al!unos e&emplos de la corrosión en nuestra vida cotidiana son los si!uientes" ' Las ca(erías de a!ua, el automóvil, la lavadora, la corrosión de envases metlicos para conservas, entre otros. Los a!entes a!resivos, que producen la corrosión" ' La atmósfera ' #l a!ua de mar ' #l aire )*medo ' Los vapores cidos #xisten diversos tipos de corrosión para los metales, los cuales se describirn brevemente"
Tipo de corrosión +-/01#
En #$% consiste #s un proceso de remoción uniforme de la superficie del metal. #l medio corrosivo debe tener el mismo acceso a todas las partes de la superficie del meta, en donde la corrosión química o electroquímica act*a uniformemente sobre toda la superficie del metal.
2alvnica
3e presenta por el contacto de dos metales con potenciales de oxidación diferentes, esto debido a que causa un flu&o de corriente entre ellos lo cual favorece la aparición de l un metal como nodo y otro como ctodo estando unidos en presencia de un electrolito.#l material con menor potencial de oxidación tender a corroerse.
4or picaduras enómeno localizado que se manifiesta por anomalías $a!entes $4ittin!% químicos% que crecen rpidamente )acia el interior del material y pueden !enerar da(os catastróficos ya que es una forma extremadamente localizada de ataque que resulta en )uecos en el metal. 4or )endiduras 3e presenta en )endiduras que se forman cuando los componentes $5revince% estn en contacto estrec)o. -nter!ranular
3e encuentra en los límites del !rano, esto ori!ina pérdidas en la resistencia que desinte!ran los bordes de los branos.
3electiva
3olo act*a sobre metales nobles como A!' 5u o 5u' Au, la corrosión del metal involucrado !enera una capa que recubre las picaduras y )ace parecer al metal corroído como si no lo estuviera, por lo que es muy fcil que se produzcan da(os en el metal.
4or erosión
#s un aceleración en la velocidad del ataque corrosivo, debido al movimiento relativo entre un fluido y una superficie metlica.
4or a!rietamiento
#s un proceso corrosivo desencadenante, comienza cuando la película del óxido que act*a como medio de protección del al metal, se rompe en determinada zona puntual dando lu!ar a deterioros los cuales dada su dificultad de observación puede desembocar procesos quebradizos o de rotura de estructuras.
#xisten también diversos factores que afectan el fenómeno de corrosión como lo son la temperatura, el p6, la aireación, impurezas, la )umedad del ambiente e incluso la )istoria mecnica y térmica del metal.
ESARRO&&O E'(ERI)ENTA& *ia+rama de ,l$-o
*)aterial e#$ipo / reactivos
RES!&TAOS Ta0la 1. O0servaciones experimentales Sistema I Sistema II NaCl .12 * NaCl 132 NaCl 45e6 * Cl 4C$6
Sistema III NaO * Al
Sistema IV NaCl 413 26*a+ar*,,*,c.
La
La
3e.
La
A temperat$ra entre 83*89 :C Sistema I
Sistema II
Sistema III
NaCl .1 2 * NaCl 13 2
NaCl 13 2 45e6* Cl 4C$6
NaO * 4Al6
#n
#n
La
Ta0la ;. (eso de las placas
(eso
Sistema I
Sistema II
Sistema III
)etal
5e
5e
5e
C$
Al
Antes 4+6
7.89:;
7.<9=>
7.7;=>
;.;:77
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esp$%s4+6
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@emperatura entre 7:'7< Antes 4+6
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esp$%s 4+6
7.8797
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AN<&ISIS E RES!&TAOS Los cambios observados en los sistemas se deben a que en cada uno de ellos se propiciaron las condiciones para que las placas fueran susceptibles a ser corroídas, es decir, que los cambios observados en cada sistema es debido a la corrosión ocurrida, que a su vez ocurre por la reacción química de oxidación. Lo anterior tiene su fundamento en la formación de celdas electrolíticas en las que aparece un nodo $lu!ar donde se ceden los electrones , se produce la oxidación.% y un ctodo $donde se reciben los electrones, se produce la reducción%, y un electrolito conductor o un medio donde se mueven los iones. 6aciendo un anlisis de cada sistema vemos que en el sistema - y -- el )ierro se comporta como nodo, al i!ual que en el sistema -B, esto se sabe porque la corrosión ocurre sobre este metal, el cual es ms susceptible a oxidarse, esto lo vemos adems resaltado por la coloración tomada de estas placas #l sistema --- solo se ve involucrado al aluminio por lo que este al estar dentro del sistema se comporta de i!ual manera que el )ierro en los dems y se corroe por acción del medio. 4ara ilustrar lo anterior se escribirn las reacciones químicas ocurridas en cada sistema
5omo vemos para detectar las partes donde ocurrió la corrosión fue indispensable el poder observar un cambio de coloración, este cambio se debe a que la fenolftaleína detecta un cambio de p6 debido a la corrosión que empieza a sufrir el metal pasando de un incoloro a un rosa debido a su ran!o de vira&e.
Las reacciones que sufre la fenolftaleína son con el e ;C y con el 5u;C, en este caso nos encontramos con una reacción tipo redox, debido a que )ay transferencia y aceptación de electrones por parte de especies distintas dentro de la reacción, con los cuales se forma un comple&o el cual durante el proceso va perdiendo su estabilidad por lo cual se da el cambio de coloración, ya que el 5u;C y e ;C forman un compuesto ms estable y la fenolftaleína al quedar libre en el sistema vira su color. #n este caso, el )ierro se oxida dos veces formando sus dos iones, que permiten dar ori!en al óxido férrico )idratado, que es el producto final de la reacción. A)ora se proceder a la parte cuantitativa del experimento que nos permitir calcular la velocidad de la corrosión 5on los valores obtenidos se calcula la velocidad de corrosión en cada uno de los sistemas aplicando la si!uiente fórmula E
m t
/bteniendo los si!uientes resultados de la velocidad de corrosión
Sistema
Velocidad de corrosión 4+=s6
Velocidad de corrosión a 83*89:C 4+=s6
l ll lll
.9x:'< ,8x:'< .9=x:'<
9.99x:'? .8?x:'? .:?x:'<
5omo se observa la velocidad de corrosión disminuye conforme aumenta la temperatura, observando también así que el metal que ms sufre corrosión el aluminio. 4or *ltimo mencionaremos al!unas !eneralidades de un tipo de corrosión relevante" por lixiviación selectiva La lixiviación selectiva es un término que se puede utilizar en !eneral para abarcar varias clasificaciones tales como" FdescincificaciónF, FdesaluminizaciónF, etc. #l caso del latón ilustra este tipo de falla, se observa que después de exponerlo al a!ua potable o salada, el latón puede desarrollar capas o tapones de material con la coloración del cobre. Al examinarlo mostrar que éstas son en realidad re!iones espon&osas de ba&a resistencia de cobre, de las cuales se )a extraído el zinc. #l mecanismo aceptado !eneralmente es que el latón se disuelve li!eramente y lue!o los iones de cobre son desplazados por el zinc que se disuelve y el cobre se deposita. #s evidente que este fenómeno es peli!roso cuando los tapones espon&osos de cobre se forman en una tubería de presión, en estos casos, se emplea una aleación de cobre'níquel. 4ara evitar el problema, se debe reba&ar el contenido de zinc. Las aleaciones ms sensibles contienen 7:G de zinc y tienen una se!unda fase H que a!rava el
problema. #n casos !raves, donde las aleaciones de 9:G de zinc son molestas, la adición de esta(o y arsénico $G 3n, :.:7G As% o la reducción del zinc por deba&o del ;:G aliviarn el problema. #n la tubería de )ierro fundido !ris la matriz de )ierro se lixiviar lentamente, de&ando detrs el !rafito insoluble. #sto se denomina Fcorrosión !rafíticaF o a veces en forma inapropiada F!rafitizaciónF. 4or lo !eneral, este es un efecto muy lento y tuberías que muestran esta condición )an estado en servicio durante a(os. 4or otro lado, la corrosión !rafítica puede ocurrir en pocos a(os ba&o condiciones extremas de los suelos, como cuando se emplean cenizas como relleno.
CONC&!SI"N corrosión, al término de esta experimentación lo!ramos ilustrar lo que es el fenómeno de la corrosión, que est presente en nuestra vida diaria de distintas formas como puede ser en las ca(erías de a!ua, el automóvil, el color ro&izo característico en la oxidación del )ierro, entre otros e&emplos al!unos de importancia industrial, en resumen la corrosión es el ataque que sufrió un metal por su exposición al medio ambiente , este ataque es llevado a cabo mediante una reacción química donde existe el intercambio de electrones, existen varios factores que afectan de forma si!nificativa a la corrosión como lo es la )umedad y el p6, sin embar!o en esta prctica nos centramos en el efecto que tiene la temperatura $7< o 5%sobre los diversos sistemas construidos, a su vez los sistemas utilizados para este proposito tambien nos e&emplifican lo que son los distintos tipos de corrosión en los metales, para esta diferenciación fue muy importante el uso de la fenolftaleína ya que fue la que marcó con una coloración rosa en las zonas donde se llevó a cabo la corrosión, y así poder clasificarlas, por *ltimo en la parte cuantitativa del experimento se midió lo que es la velocidad de corrosión expresada com*nmente en mmIA(o.
