Instituto Universitario Politcnico

``Santiago Mario

Extensin Porlamar

Bachiller:

Wisleidy Suarez C.I: 22.650.473

Profesor: Ing. Julian Carneiro

Seccin: 1A

Porlamar, Marzo de 2015

Una buena parte de la electroqumica es precisamente el estudio de los caminos o mtodos elctricos para producir transformaciones qumicas, y por ellos se hace mencin de ella ya que la corrosin se caracteriza por que tiene lugar en el que hay una diferencia de potencial entre objetos que se conectan elctricamente y la consecuente prdida de iones del metal en el nodo dan como resultado la corrosin.

Electroqumica

La Electroqumica es la interrelacin que se establece entre los sistemas qumicos y los sistemas elctricos, cuando ambos inciden en un proceso. Es decir, es el estudio de las relaciones qumicas que producen efectos elctricos y de los fenmenos qumicos causados por la accin de las

corrientes o voltajes.

La energa necesaria para arrancar un electrn de un metal vara mucho en los diferentes casos. Si dos metales se ponen en contacto uno de ellos tendera a aceptar electrones del otro hasta que la diferencia de potencial establecida por la transferencia sea suficiente para oponerse a un nuevo paso de electrones a travs de la superficie de contacto.

Si estos dos metales de los que se hablaba se unen por medio de una solucin salina pueden generar corriente elctrica que es suministrada por los cambios qumicos, bien se sabe que cuando se disuelve una sal en agua se produce su disociacin instantnea, quedado electrolticamente disociada en aniones y cationes.

http://saia.psm.edu.ve/moodle/mod/wiki/view.php?pageid=1629

Entonces la fuerza elctrica que obliga a las cargas a desplazarse suele

ser suministrada por un generador de energa elctrica (comnmente la

pila); esa fuerza elctrica de desplazamiento se denomina Fem (Fuerza

electromotriz) y viene siendo la fuerza la fuerza con la cual se mueven

los electrones a travs de un alambre en una celda galvnica.

En electroqumica los trminos ctodo y nodo se asignan de acuerdo con la reaccin qumica que tenga lugar en los electrodos.

En la regin andica, oxidacin (corrosin)

En la regin catdica, reduccin (inmunidad del metal).

Celdas electroqumicas: Son aquellas en las cuales la energa elctrica

que procede de una fuente externa provee reacciones qumicas no

espontneas

Por otra parte los pares galvnicos indican que no todos los metales se

oxidan con la misma facilidad. En un electrolito, un metal (el nodo) se

corroe, mientras en el otro metal (el ctodo) ocurre una reaccin de

reduccin. La magnitud del potencial elctrico generado entre nodo y

ctodo indica la fuerza impulsora de la reaccin de corrosin.

Las leyes de Faraday

Estudios sistemticos del fenmeno de la

electrlisis llevaron a Faraday a descubrir la

existencia de una relacin de proporcionalidad

directa entre la cantidad de sustancia que se

separa o se deposita en los electrodos y el

producto de la intensidad de corriente que pasa

por la disolucin por el tiempo que dura dicha

corriente. Adems estableci que la cantidad de

electricidad (carga elctrica) necesaria para depositar una masa del ion

considerado igual al cociente entre su mol y su carga neta es la misma

para todas las sustancias e igual al faraday.

Ambas conclusiones se conocen como leyes de Faraday y en

trminos matemticos pueden ser expresadas mediante una sola

relacin en la forma:

donde n es el nmero de moles depositados en el electrodo, I t es la

carga total en coulombs que circula por la disolucin y F es esa cantidad

de carga denominada faraday, que equivale a la carga elctrica de un

mol de electrones, es decir:

Finalmente representa, en la frmula, el nmero de cargas del ion en

cuestin.

Entre las Leyes de Faraday se encuentran:

La primera ley: La masa de una sustancia involucrada en la reaccin de

cualquier electrodo es directamente proporcional a la cantidad de

electricidad que pasa por una solucin.

Es decir, esta ley permite calcular la cantidad de electricidad que ha

pasado a travs del circuito.

La segunda Ley: Las masas de las diferentes sustancias producidas por

el paso de una misma cantidad de electricidad son directamente

proporcionales a sus equivalentes en gramos.

Con esta ley se calculan las masas de las sustancias que se producen

por una misma cantidad de electricidad.

Ecuacin de Nernst

Relaciona el potencial de la celda con las concentraciones de las

formas oxidada y reducida de la sustancia involucrada, cuando la

actividad de las sustancias no es 1, pues se utiliza precisamente para

calcular el potencial de reduccin de un electrodo en condiciones

estndar.

Llamamos corrosin a la oxidacin espontnea de los metales

Esta se debe a un ataque destructivo del medio ambiente, a travs

de reacciones qumicas o electroqumicas. En la corrosin electroqumica

los tomos del metal son oxidados dejando la red del metal como iones,

creando un exceso de electrones en la superficie del metal. Estos

electrones pueden ser transferidos a una especie activa en el electrolito

producindose la reaccin de reduccin. La reaccin de corrosin se

conoce como reaccin andica y las reas del electrodo donde ocurre se

les llama nodos. La electroneutralidad de la materia exige que en otros

puntos, conocidos por ctodos, se reduzca alguna sustancia del medio

ambiente en contacto con el material metlico. Las reas donde ocurre la

reaccin catdica (de reduccin) se denominan ctodos.

La cantidad de metal uniformemente corrodo de un nodo o

electrodepositado sobre un ctodo, en una disolucin acuosa durante un

periodo de tiempo, se puede determinar usando la ecuacin de Faraday,

que establece:

donde w = peso del metal (g), corrodo o electrodepositado en una

solucin acuosa en un tiempo t (segundos), I = flujo de corriente (A), M =

masa atmica del metal (g/mol), n = nmero de electrones/tomo

producido o consumido en el proceso y F es la constante de Faraday,

96500 C/mol o 96500 As/mol.

A veces la corrosin acuosa uniforme de un metal se expresa en

trminos de una densidad de corriente, i, o intensidad de corriente de

corrosin, que se suele dar en unidades A/cm2. Sustituyendo I por iA, la

ecuacin se convierte en:

donde i = densidad de corriente, A/cm2, y A = rea en cm2, si el cm se

usa de longitud.

Hasta ahora el estudio de la corrosin de metales ha estado

centrado sobre las condiciones de equilibrio y tendencia de los metales a

corroerse, habindose relacionado con los potenciales de electrodo

estndar de los metales. Sin embargo, los sistemas en corrosin no

estn en equilibrio y, por consiguiente, los potenciales termodinmicos no

nos informan sobre las velocidades de las reacciones de corrosin.

Pues La velocidad de corrosin, es la velocidad de eliminacin del

material como consecuencia de la accin qumica, es decir, la prdida de

espesor del material por unidad de tiempo. Las unidades ms empleadas para

expresar este parmetro son milsimas de pulgada por ao y milmetros por

ao; y es proporcional a la densidad de corriente asociada con la reaccin

electroqumica.

Medir la corrosin sirve de inapreciable ayuda al investigador, para

determinar los deterioros, ya sean visibles o no, y para determinar si la

corrosin se activa o si las grietas han sido iniciadas por otra causa. Lo

ms importante es la inspeccin visual, la medicin y anlisis de las

grietas; luego con muestras tomadas de la estructura, pueden ser

ensayadas para medir el contenido de ion cloruro, gravedad especfica,

porcentaje de vacos, absorcin y resistencia a la compresin. Los

resultados de estos ensayos nos ayudan a: medir el grado de

susceptibilidad de la estructura, determinar los aditivos y la ulterior

corrosin. Adems, el ensayo de los agregados reactivos puede ser

hecho para determinar si los agregados son causantes o contribuyentes

del agrietamiento.

Polarizacin

Los sistemas, cuando se corroen, experimentan polarizacin o

desplazamiento del potencial de electrodo a partir del valor del equilibrio;

la magnitud de este desplazamiento se denomina sobrevoltaje. La

velocidad de corrosin de una reaccin est limitada por la polarizacin,

que puede ser de dos tipos: por activacin y por concentracin.

Es decir, que la polarizacin: la polarizacin es el cambio en el potencial

de un electrodo a medida que la corriente fluye de o hacia l.

Pasividad

Algunos metales y aleaciones normalmente activos, en condiciones

ambientales particulares, pierden la reactividad qumica y se convierten

en extremadamente inertes. Este fenmeno, denominado pasividad.

Un metal activo en la serie electroqumica se considera pasivo

cuando su comportamiento electroqumico llega a ser el de un metal

apreciablemente menos activo o ms noble.

La pasivacin de un metal, en lo que concierne a la corrosin, tiene

que ver con la formacin de una capa superficial de proteccin de

productos de reaccin que inhiben reacciones posteriores. En otras

palabras, la pasivacin de los metales se refiere a su prdida de

reactividad qumica en presencia de unas condiciones ambientales

particulares. Muchos metales y aleaciones importantes en ingeniera se

pasivan y se vuelven muy resistentes a la corrosin en entornos

oxidantes de moderados a fuertes. Ejemplos de metales y aleaciones

que muestran pasividad son el acero inoxidable, nquel y muchas

aleaciones de ste, titanio, aluminio y muchas de sus aleaciones.

No todos los metales o aleaciones pueden sufrir esta fuerte

polarizacin por corrientes andicas, teniendo slo stos el calificativo de

pasivos.

Por ende la Pasividad es una propiedad que presentan algunos

metales de permanecer inertes en condiciones ambientales en las que,

guiados por la termodinmica, esperaramos reaccin Este

comportamiento pasivo resulta de la formacin, en la superficie del metal,

de una muy delgada pelcula de xido altamente adherida que acta

como barrera protectora contra una posterior corrosin.

La mayora de los materiales experimenta algn tipo de interaccin con

gran nmero de diversos ambientes. A menudo, estas interacciones

empeoran la utilidad de un material como consecuencia del deterioro de

sus propiedades mecnicas y fsicas

El proceso de corrosin debe ser visto como un hecho que pone en evidencia el proceso natural de que los metales vuelven a su condicin primitiva y que ello conlleva al deterioro del mismo. No obstante es este proceso el que provoca la investigacin y el planteamiento de frmulas

que permitan alargar la vida til de los materiales sometidos a este proceso.

Ocasionalmente, el comportamiento de degradacin de los

materiales para algunas aplicaciones se ignora y las consecuencias son

adversas. Pues el ataque es destructivo e involuntario de un metal, este

ataque es electroqumico y generalmente empieza en la superficie.

TIPOS DE CORROSIN

Los tipos de corrosin pueden clasificarse convenientemente de acuerdo

con la apariencia del metal corrodo. La identificacin puede realizarse de

muchas formas, pero todas ellas se encuentran interrelacionadas en

alguna manera.

Corrosin de deterioro uniforme, generalizada u homognea

La corrosin de deterioro uniforme se

caracteriza por una reaccin qumica o

electroqumica que acta uniformemente

sobre todos los puntos de la superficie del

metal expuesto a la corrosin.

Corrosin galvnica o entre dos metales

Ocurre cuando entran en contacto dos materiales electroqumicamente diferentes (potencial electrodo). No posee una morfologa diferente. Se incluyen por sus caractersticas tpicas.

Corrosin por picadura

Este ataque se localiza en puntos aislados de

superficiales metlicas pasivas y se propaga

hacia el interior del metal, en ocasiones en

forma de tneles microscpicos; llegando

incluso a perforarlo.

Este tipo de corrosin es muy destructivo para las estructuras de

ingeniera si provoca perforacin del metal. Frecuentemente la picadura

es difcil de detectar debido a que los pequeos agujeros pueden ser

tapados por los productos de la corrosin. Asimismo, el nmero y la

profundidad de los agujeros puede variar enormemente y por eso la

extensin del dao producido por la picadura puede ser difcil de evaluar.

Como resultado, la picadura, debido a su naturaleza localizada,

frecuentemente puede ocasionar fallos inesperados generando mayor

prdida de material, y volviendo frgil al mismo

Corrosin intergranular

La corrosin intergranular es un deterioro

por corrosin localizada y/o adyacente a los

lmites de grano de una aleacin. Este tipo

de corrosin es peligrosa y se presenta

dentro del material, pues avanza alrededor de los bordes del grano,

ocasionando perdida en sus propiedades mecnicas.

Uno de los ms importantes ejemplos de corrosin intergranular es la

que tiene lugar en algunos aceros inoxidables austenticos (18% Cr-8%

Ni) cuando son calentados o enfriados lentamente a travs del rango de

temperaturas de 500 a 800C.

Tipos de

corrosin por

picadura

Corrosin bajo tensin o fisurante

La rotura por corrosin

por esfuerzo o bajo

tensin (stress-corrosion

craking SCC) de

metales se refiere a la rotura originada por la

combinacin de efectos de tensiones intensas y

corrosin especifica que acta en el entorno del metal.

Es decir, cuando el metal est simultneamente a un

medio corrosivo y a tensiones mecnicas. Durante la

corrosin bajo tensin el ataque que recibe la

superficie del metal es generalmente muy pequeo

mientras que las grietas aparecen claramente

localizada y se propagan a lo largo de la seccin del

metal.

Los esfuerzos residuales que dan lugar a este tipo de corrosin pueden

ser resultado, por ejemplo, de esfuerzos trmicos introducidos por tasas

desiguales de enfriamiento, de un diseo mecnico defectuoso para

esfuerzos, de transformaciones de fase durante el tratamiento trmico

durante el trabajo en fro, o durante la soldadura.

Corrosin erosiva

La corrosin erosiva puede ser definida

como la aceleracin en la velocidad de

ataque corrosivo al metal debida al

movimiento relativo de un fluido corrosivo y

una superficie del metal. Cuando el

movimiento relativo del fluido corrosivo es

rpido, los efectos del desgaste mecnico y

abrasin pueden ser severos. La corrosin

erosiva est caracterizada por la aparicin en la superficie del metal de

surcos, valles, hoyos, agujeros redondeados y otras configuraciones

dainas de la superficie del metal, las cuales generalmente se presentan

en la direccin de avance del fluido corrosivo.

Este tipo de corrosin se presenta a nivel superficial, y por la accin

conjunta de agentes corrosivos se desgasta muy pronto el material

Opinin

Desde la perspectiva industrial, la corrosin de los materiales es una

causa de accidentes frecuentes y por lo tanto es de inters conocer los

fenmenos y formas de prevencin de stos as como evitar reducciones

en la vida de equipos y estructuras, pues es un problema muy complejo,

y tpicamente multidisciplinario.

Lo que provoca la corrosin es un flujo elctrico masivo generado

por las diferencias qumicas entre las piezas implicadas, a causa de esto

la corrosin es un fenmeno electroqumico. Y la electroqumica es de

gran importancia ya que gracias su estudio se han aprovechado las

reacciones espontneas de xido reduccin para producir una corriente

de energa elctrica, como las pilas voltaicas (bateras), pues esta

energa se emplea para poner en marcha a los automviles, y las pilas

galvnicas cuando se necesita de una fuente de energa para que las

reacciones de oxidacin -reduccin se den por ejemplo en el caso d la

electrolisis y en el refinamiento de algunos metales.

En ingeniera no debemos olvidar que los procesos corrosivos

aparecen sobre piezas de servicio, lo que a su vez, influye en la

velocidad de stos u da lugar a una mayor velocidad de deterioro de los

materiales.

Al poseer conocimientos previos sobre la corrosin se pueden

evitar prdidas de naturaleza directas e indirectas como: costos en la

reparacin de equipos (prdidas directas) y en la eficiencia, credibilidad

de productos (prdidas indirectas) En lo concerniente al aspecto

econmico, pues hoy en da se construyen equipos con una vida til

estimada en treinta aos, usando diferentes aleaciones

El bienestar del hombre depende en gran parte de los materiales

que fabrica y emplea para construir estructuras y viviendas. Espero que

con este breve artculo se ayude a reconocer y tomar conciencia del

fenmeno de corrosin, sus efectos y como la ciencia y la tecnologa

contribuyen a su entendimiento, prevencin, control y remedio. El estudio

de la corrosin permite que se detecten a tiempo el riesgo de corrosin

de un metal, y esto es de gran importancia para un ingeniero.

Sin embargo, la corrosin no es el nico fenmeno que puede

ocurrir en los materiales y ms concretamente los metales. Sin bien la

corrosin podra ser el peor mal de los materiales, la pasivacin podra

ser uno de los ms grandes beneficios. Curioso que ambos procesos

compartan la misma naturaleza.