informe de laboratorio 8 (1)

8/12/2019 Informe de Laboratorio 8 (1)

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LABORATORIO 8

CORROSION DE METALES

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1. INTRODUCCINEl presente laboratorio se pretende enfocar varios puntos de vistas sobre un tema que es suma importancia dentro

de la carrera demantenimiento,en vista de los efectos indeseables que lacorrosin deja en equipos, maquinarias

yestructuras.

Se analizara las posiblessoluciones a este fenmeno natural de losmateriales como lo son entre otros y muy

principalmente la proteccin catdica, en sus diferentes versiones.El trabajo consta de undesarrollo el cual como fue indicado ha sido redactado mediante lainvestigacin en textos.

FIGURA 1

CORROSION EN LOS METALES
http://www.monografias.com/trabajos15/mantenimiento-industrial/mantenimiento-industrial.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos3/corrosion/corrosion.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos15/todorov/todorov.shtml#INTROhttp://www.monografias.com/trabajos14/soluciones/soluciones.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/propiedadmateriales/propiedadmateriales.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos12/desorgan/desorgan.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/norma/norma.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/norma/norma.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos12/desorgan/desorgan.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/propiedadmateriales/propiedadmateriales.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos14/soluciones/soluciones.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos15/todorov/todorov.shtml#INTROhttp://www.monografias.com/trabajos3/corrosion/corrosion.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos15/mantenimiento-industrial/mantenimiento-industrial.shtml


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2. OBJETIVOS

Experimentar con el indicador de Fe+2.

Experimentar con la corrosin del hierro en diferentes medios.

Plantear ecuaciones qumicas de corrosin.

Elegir el mejor nodo de sacrificio para otro metal.

Construir celdas galvnicas.


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3. MATERIALES

Imagen 2. Solucin de NaCl 0,1M Imagen3. solucin de H2SO4 0,1M

Imagen 4. Solucin de NaOH 0,1 M Imagen 5. hexacianoferrato de potasio 0,1M

Imagen 6. Probeta de 10mL Imagen 7. Lmina de aluminio


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Imagen 8. Papel filtro Imagen9. Lmina de zinc

Imagen 10. Lmina de cobre Imagen 11. Papel lijar

Imagen 12. Alicate Imagen 13. Tubos de ensayo


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4. FUNDAMENTO TERICO

CORROSION DEMETALES

DEFINICION

- Es la corrosion de materiales aconsecuencia de un ataque quimico.

- Es l tendencia de los materiales paraobtener su forma mas estable.

-Esta corrosion es originada por una

reaccion electroquimica (oxidacion).-Sin embargo, la corrosin es unfenmeno mucho ms amplio queafecta a todoslos materiales (metales, cermicas, polmeros, etc.) y todos los ambientes(medios acuosos, atmsfera, altatemperatura, etc.).

Corrosin qumica

-Un material se disuelve enun medio corrosivo lquido yeste se seguir disolviendohasta que se consumatotalmente o se sature ellquido.

Corrosin por oxgeno

-ocurre generalmente ensuperficies expuestasal oxgeno

diatmico disuelto en aguao al aire, se ve favorecidopor altas temperaturas ypresin elevada

Corrosin galvnica

-Es la ms comn de todas yse establece cuando dosmetales distintos entre sactan como nodo uno deellos y el otro como ctodo.Aquel que tenga el potencialde reduccin ms negativo

proceder como unaoxidacin y viceversa

Corrosin por aireacinsuperficial

-Tambin llamado EfectoEvans. Se produce ensuperficies planas, ensitios hmedos y consuciedad.

Celdas de composicin

-Se presentan cuando dosmetales o aleaciones, tales el caso de cobre y

hierro forma una celdaelectroltica. Con el efectode polarizacin de loselementos aleados y lasconcentraciones delelectrolito las series femquiz no nos digan queregin se corroer y cualquedara protegida.

NODO DE SACRIFICIO

-El nodo de sacrificio es unelemento que protege de lacorrosin a otro materialmetlico conectado a ste, segnel principio de proteccin

catdica.-Elementos muy sensibles queabsorben toda lareaccinqumica que se produce durantela oxidacin,e esta forma sonellos los que sufren la corrosin

NODOS DE SACRIFICIO

MAS UTILIZADOSCP galvnica

-Actualmente, el nodogalvnico o nodo desacrificio se realiza endiversas formascon aleacin de zinc, magnesio y aluminio.

CP por corriente forzada

-Para estructuras msgrandes, los nodos

galvnicos no puedensuministrareconmicamente suficientecorriente para proporcionaruna proteccin completa.

Acero galvanizado

-Galvanizado generalmentese refiere a de galvanizadoen caliente, que es unaforma de recubrimiento deacero con una capa de zincmetlico.


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5. PROCEDIMIENTO

5.1 Experimento 1: indicador del hierro (II)

En un tubo de ensayo agregu 3mLde sulfato ferroso 0,1M, luego adicione 1 gota de

hexacionoferrato de potasio. Observe lo que sucede.

Fe2+(ac) + K+

(ac) + (Fe(CN)6)3-

(ac) K(Fe(CN)6)(s)

Reaccin del sulfato ferroso y hexacionoferrato

1. Si tuviera que determinar corrosin del metal en un tanque de agua, Qu indicadorutilizara?, en todo caso una indicacin positiva para el Fe2+seria:

La presencia del hexacionoferrato denota la presencia del hierro en cualquier sustancia

5.2 Experimento 2 : corrosin del hierro

1. Coloque en 3 tubos de ensayo 3mL de: hidrxido de sodio 0,1M, cloruro de sodio 0,1M, ycido sulfrico 0,1M respectivamente, luego introduzca en cada uno de ellos un clavo. Dejereposar por espacio de 5 minutos mientras observa detenidamente lo que ocurre.

Tubos de ensayo con los clavos en solucin


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Luego determine en que tubo de ensayo y conque sustancia hay indicacin positiva de ionesFe2+.

En el tubo de ensayo en el cual est presente el cido sulfrico.

Vierta un poco de la solucin que se encuentra en el tubo de ensayo que contiene el clorurode sodio y agregu 2 gotas de fenolftalena. Anote sus observaciones.

2. Llene el siguiente cuadro:

Acides de los

reactivos

Observaciones

durante la reacci

Ensayo de

Fe2+(ac)

Aspectos del cla

despus de

sumergido

NaCl Bsico

No se observa

cambios

No se aprecia

cambios

Se aprecia ligera

oxidacin

NaOH Neutro

No se observacambios

Se aprecia unburbujeo en el tude ensayo

No se aprecia

oxidacin

H2SO4 Acido

No se observacambios

Capa de burbujassobre la superficiedel clavo

Presenta una

mayor

oxidacin

3. En qu medios (acido, base o neutro)se aprecia la corrosin intensa ?

La corrosin se presenta en mayor presencia en el medio acido

4. En qu medios (acido, base o neutro) no se aprecia corrosin?

En el medio bsico y neutro.

5. Qu color aparece cuando se agrega la fenolftalena ala solucin del tubo de ensayo quecontena el cloruro de sodio? Explique.

Se aprecia la presencia de burbujas y aumento de la temperatura.

6. Cul es el nombre del gas que se desprende del tubo de ensayo que contiene el clavoinmerso en cido? Es inflamable o toxico?

El gas q se desprende es el azufre y es un gas toxico.

7. Con ayuda de una tabla de potenciales estndar de oxidacin, escriba la reaccin decorrosin en medio acido. Indique los estados de agregacin y el potencial de celda.


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5.3 Experimento 3: nodo de sacrificio.

Arme celdas galvnicas: coloque 40mL de cloruro de sodio al 3.5 % y 5 gotas de fenolftalenaen dos vasos de precipitacin. Luego conecte ambos vasos con una tira de papel filtrohumedecido con una solucin saturada de nitrato de amonio (puente salino).

En uno de los vasos se sumergir un clavo de hierro y en el otro una lmina de cobre. Loselectrodos se conectaran aun voltmetro por medio de unos alambres provistos de unaspinzas, de tal manera que el electrodo de hierro esta siempre conectado al terminal negativodel voltmetro. Anote sus observaciones y el voltaje generado.

Repita la experiencia cambiando la lmina de cobre por una de zinc.

CADA UNO DE ESTOS EXPERIMENTOS SE REALIZAR POR SEPARADO,ELIMINANDOSE LA SOLUCIN QUE CONTIENE EL VASO DE PRECIPITACIN

CADA VEZ QUE SE CAMBIE DE ELECTRODO.

vV

metal FePuente salino

V


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Celda de hierro - cobre

Celda de hierro - zinc

8. Llene el siguiente cuadro:

Terminal positiv

(nodo)

Terminal negativ

(Ctodo)

Ecelda

(Voltios)

Formacin de OH-(

(nodo o ctodo)

se produjo un

nodo de sacrifici

Fe Cu 0,35 V nodo No

Fe Zn

-0,44V

Ctodo Si

Fe Al -0,17v Ctodo Si

Fe Mg -0,37v Ctodo Si


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9. Cules son los metales que usara como nodo de sacrificio para el hierro? .Explique.

El zinc, el magnesio y el aluminio

10. Cul es el metal que no funciona como un nodo de sacrificio para el hierro?Por qusucede ello? Si quiere hundir un barco Qu metales elegira como falso nodo?

El cobre por que el hierro tiende a oxidarse ms rpido que el cobre.

11. Cul es la semi reaccin que se produce en la celda que contiene al hierro, cuando seutiliza cobre en otra celda?

12. Cul es la semi reaccin que se produce en la celda que contiene al hierro, cuando se

utiliza cobre en la otra celda?

5.4 Experimento 4: Localizacin de la zonas andicas y catdicas de un metal deformado.

1. prepare la disolucin del Agar-Agar utilizando 4 g de Agar-Agar o gelatina en 100mLdeuna solucin de cloruro de sodio al 3% en un vaso de 150 mL; ponga a hervir ligeramentecon agitacin constante. Deje enfriar un poco la disolucin.

Solucin de cloruro de sodio Aadiendo el Agar - Agar

2. Cuando la disolucin este templada, aada 10 a 12 gotas de una solucin de ferrocianuropotsico

K3(Fe(CN)6)0,5 molar y unas 10 gotas de fenolftalena, siempre con agitacin.


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Agregando 10 gotas de fenolftalena al agar- agar disuelto

3. Prepare dos placas de Petri; en la primera coloque un clavo normal, un clavo doblado y enla ltima un clavo recubierto en parte de papel aluminio o cinta de magnesio (hasta la mitadaproximado).

Clavos (doblado y recto) Grupo 5 Clavo cubierto por aluminio Grupo 5

4. vierta en las placas la solucin preparada anteriormente de manera que los clavos y el

aluminio queden completamente cubiertos por la disolucin. Deje reposar varios minutos yobserve las placas en fondo blanco. Anote los resultados y haga un grfico localizando laszonas coloreadas. Interprete los resultados.


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Clavos cubiertos por la solucin de (Agar Agar y fenolftalena)

(un mejor efecto visual se obtendr si dejamos reposar las placas toda la noche). Nota: esimportante no mover las placas Petri una vez colocados los clavos.

Clavo recto Oxidado color azul Oxidacin del Clavo doblado en el codo formado

Clavo cubierto con aluminio el aluminio protege al clavo para que no se oxide


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Qu sucede en la primera placa con los clavos?

En cul placa se aprecia la presencia de OH-(ac)?Cmo lo dedujo?

El magnesio es un buen nodo de sacrificio para el cobre?

En cul placa se aprecia la presencia de Fe2+(ac)?

El magnesio es un buen nodo de sacrificio para el hierro?

6. GESTIONDE SUBPRODUCTOS

Las soluciones de los tubos de ensayo Hidroxido de sodio 0.1M, Cloruro de sodio

0.1M, y cido sulfrico 0.1 M se pueden gestionar neutralizando las soluciones para

luego desecharlos al fregadero.

La solucion del Sulfato ferroso y el hexacianoferrato de potasio, se pueden gestionar

desechandolos al fregadero.

La fenolftaleina y el Hexianoferrato de potasio se debuelven al profesor para su

reutilizacion.

Los clavos empleados en la experiencia deberan ser gestionados en los tachos

correspondientes.

La solucion de cloruro de sodio se puede desechar al fregadero pues en una solucion

neutra.

Las laminas de cobre, aluminio y cinc se debuelven al profesor para su reutilizacion.


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7. CUESTIONARIO

1. bosqueje las siguientes celdas y escriba en cada caso la ecuacin ajustada de la reaccinespontnea y calcule el potencial, indique la direccin del flujo elctrico, el nodo, el ctodo,

y la polaridad del electrodo.a. Una tira de cobre sumergida en una disolucin 1M en Cu2+y una tira de plata sumergida

en una disolucin de 1M de Ag+.

V

Cu Ag0Puente salino

Cu2 Ag+

Cu Cu2+ E =-0.34

Ag0 Ag+ E = 0.80

ET= 0.54

b. Una tira de aluminio sumergida en una disolucin 1M de Al3+y una tira de cobresumergida en

una disolucin 1M de Cu2+.

V

Al Cu0Puente salino

Al3+ Cu2+

Al0 +3e Al3+ E= 1.66 R. Oxidacin

Cu0 +2e Cu2+ E= -0.34 R. Reduccin

ET= -1.32

2. Durante la electrolisis de una disolucin acuosa de nitrato de plata AgNo3se depositaron0,41g Ag despus de cierto tiempo.

a. Escriba la reaccin de reduccin.

Ag1+ +1e Ag0 R. Reduccin

(NO3)- (NO3)

- R. Oxidacin


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b. Calcule la cantidad de electricidad utilizada.

1mol de Ag 1mol e-

108g de Ag 96500C

0.41g x x= 360.343. De la reaccin entre el magnesio con el cido clorhdrico:

a. escriba la ecuacin de reaccin.

Mg + HCL MgCL2 + H2

b. Indique la sustancia oxidada y sustancia reducida.

Mg Se Oxida

H Se Reduce

c. La semi reaccin de reduccin.

Mg

0

Mg

2+

+2e

d. La semi reaccin de oxidacin.

2H+ +1e H20

e. Agente oxidante y agente reductor.

HAgente oxidante

MgAgente Reductor

f. Moles de electrones necesarios para obtener 2g de hidrogeno.

2 moles de H 2g

X 4g

X= 4g

4. indique el nmero de electrones que gana o pierde si las semi reacciones son de oxidacino reduccin.

a. Sn4+ Sn2+ Pierde 2e-

b. Ni0 Ni3+ Gana 3 e-

C. Ag+ Ag0 Pierde1 e-

d. Cl02 2Cl- Pierde1 e-


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8. OBSERVACIONES

Al adicionar la gota de hexacianoferrato de potasio al sulfato ferroso este cambia de

color.

Se debe tener cuidado al dejar caer el clavo en los tres tubos de ensayo, ya que esto

podra ocasionar que este se quiebre, lo cual conllevara a que el Cloruro de sodio

NaCl, cido sulfrico H2SO4e Hidrxido de sodio NaOH se desparramen.

Para realizar el experimento 3, se debe tener mucho cuidado al energizar el circuito,

ya que hay un riesgo elctrico considerable.

Se tiene que lijar bien la lmina de cobre ya que el xido podra afectar notablemente

el voltaje obtenido.

A su vez se debe lijar tambin los conectores cocodrilo.

Para realizar el experimento nmero 5, antes de prender el mechero Bunsen,

debemos cerciorarnos que no haya fuga de gas y est bien sujetado todo.


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9. CONCLUSIONES

En este laboratorio pudimos apreciar claramente que se puede sacrificar un metal por

otro, dependiendo de su potencial estndar de electrodo.

A su vez si dos metales tienen casi el mismo potencial estndar de electrodo, estos

hacen una muy buena aleacin.

Si tenemos dos metales elegidos o como opcin para ser sacrificados, se puede

proceder a fijarse el precio en el mercado, eligiendo el ms barato.

Para construir una celda galvnica es necesario contar con: dos electrodos, dos vasos

precipitados con una solucin en ellos, un puente salino y dos conductores.

A mayor tiempo de refrigerado mayor concentrado estar la sustancia de corrocin.

A mayor tiempo este el metal en la disolucin mayor ser la corrosin del metal.

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