Universidad Nacional

Autónoma de México

Facultad de Estudios Superiores Cuautitlán

QUÍMICA

Laboratorio de Fisicoquímica IV

Grupo 1501B

Profesora Juana Cabrera Hernández

Equipo No.4

Fecha de entrega:20/Octubre/20

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.

INTRODUCCIÓN

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 más evidentemente en los cuerpos sólidos como lo son los metales, las cerámicas, los polímeros artificiales, los agregados y los minerales fibrosos de origen natural.Las características fundamentales de este fenómeno, es que solo ocurre en presencia de un electrolito, ocasionando regiones plenamente identificadas, llamadas estas anódicas y catódicas: una reacción de oxidación es una reacción anódica, en la cual los electrones son liberados dirigiéndose a otras regiones catódicas. En la región anódica se producirá la disolución del metal (corrosión) y consecuentemente en la región catódica la inmunidad del metal. Algunos ejemplos de la corrosión en nuestra vida cotidiana son los siguientes:- Las cañerías de agua, el automóvil, la lavadora, la corrosión de envases metálicos para conservas, entre otros.Los agentes agresivos, que producen la corrosión:- La atmósfera- El agua de mar- El aire húmedo- Los vapores ácidosExisten diversos tipos de corrosión para los metales, los cuales se describirán brevemente:

Tipo de corrosión En qué consiste

UNIFORME Es un proceso de remoción uniforme de la superficie del metal. El medio corrosivo debe tener el mismo acceso a todas las partes de la superficie del meta, en donde la corrosión química o electroquímica actúa uniformemente sobre toda la superficie del metal.

Galvánica Se presenta por el contacto de dos metales con potenciales de oxidación diferentes, esto debido a que causa un flujo de corriente entre ellos lo cual favorece la aparición de l un metal como ánodo y otro como cátodo estando unidos en presencia de un electrolito.El material con menor potencial de oxidación tenderá a corroerse.

Por picaduras (Pitting)

Fenómeno localizado que se manifiesta por anomalías (agentes químicos) que crecen rápidamente hacia el interior del material y pueden generar daños catastróficos ya que es una forma extremadamente localizada de ataque que resulta en huecos en el metal.

Por hendiduras (Crevince)

Se presenta en hendiduras que se forman cuando los componentes están en contacto estrecho.

Intergranular Se encuentra en los límites del grano, esto origina pérdidas en la resistencia que desintegran los bordes de los branos.

Selectiva Solo actúa sobre metales nobles como Ag- Cu o Cu- Au, la corrosión del metal involucrado genera una capa que recubre las picaduras y hace parecer al metal corroído como si no lo estuviera, por lo que es muy fácil que se produzcan daños en el metal.

Por erosión Es un aceleración en la velocidad del ataque corrosivo, debido al movimiento relativo entre un fluido y una superficie metálica.

Por agrietamiento Es un proceso corrosivo desencadenante, comienza cuando la película del óxido que actúa como medio de protección del al metal, se rompe en determinada zona puntual dando lugar a deterioros los cuales dada su dificultad de observación puede desembocar procesos quebradizos o de rotura de estructuras.

Existen también diversos factores que afectan el fenómeno de corrosión como lo son la temperatura, el pH, la aireación, impurezas, la humedad del ambiente e incluso la historia mecánica y térmica del metal.

DESARROLLO EXPERIMENTAL-Diagrama de flujo

-Material, equipo y reactivos

RESULTADOS

Tabla 1. Observaciones experimentalesSistema I Sistema II Sistema III Sistema IVNaCl .1% - NaCl 10%

La

NaCl (Fe) - HCl (Cu)

La

NaOH - Al

La

NaCl (10 %)-agar-ff-fc.

Se.

A temperatura entre 40-45 °C

Sistema I Sistema II Sistema III

NaCl .1 % - NaCl 10 %

En

NaCl 10 % (Fe)- HCl (Cu)

En

NaOH - (Al)

La

Tabla 2. Peso de las placas

Peso Sistema I Sistema II Sistema III

Metal Fe Fe Fe Cu Al

Antes(g)

4.6302 4.5398 4.4298 2.2044 0.7465

Después(g) 4.6438 4.5379 4.4284 2.2058 0.7298

Temperatura entre 40-45

Antes (g) 4.6438 4.5379 4.4284 2.2058 0.7298

Después (g) 4.6434 4.5379 4.4286 2.2052 0.7170

ANÁLISIS DE RESULTADOS

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 ánodo (lugar donde se ceden los electrones , se produce la oxidación.) y un cátodo (donde se reciben los electrones, se produce la reducción), y un electrolito conductor o un medio donde se mueven los iones.

Haciendo un análisis de cada sistema vemos que en el sistema I y II el hierro se comporta como ánodo, al igual que en el sistema IV, esto se sabe porque la corrosión ocurre sobre este metal, el cual es más susceptible a oxidarse, esto lo vemos además resaltado por la coloración tomada de estas placas

El sistema III solo se ve involucrado al aluminio por lo que este al estar dentro del sistema se comporta de igual manera que el hierro en los demás y se corroe por acción del medio.

Para ilustrar lo anterior se escribirán las reacciones químicas ocurridas en cada sistema

Como 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 pH debido a la corrosión que empieza a sufrir el metal pasando de un incoloro a un rosa debido a su rango de viraje.

Las reacciones que sufre la fenolftaleína son con el Fe2+ y con el Cu2+, en este caso nos encontramos con una reacción tipo redox, debido a que hay transferencia y aceptación de electrones por parte de especies distintas dentro de la reacción, con los cuales se forma un complejo el cual durante el proceso va perdiendo su estabilidad por lo cual se da el cambio de coloración, ya que el Cu2+ y Fe2+ forman un compuesto más estable y la fenolftaleína al quedar libre en el sistema vira su color. En este caso, el hierro se oxida dos veces formando sus dos iones, que permiten dar origen al óxido férrico hidratado, que es el producto final de la reacción.

Ahora se procederá a la parte cuantitativa del experimento que nos permitirá calcular la velocidad de la corrosión

Con los valores obtenidos se calcula la velocidad de corrosión en cada uno de los sistemas aplicando la siguiente fórmula

J=mt

Obteniendo los siguientes resultados de la velocidad de corrosión

Sistema Velocidad de corrosión(g/s)

Velocidad de corrosión a 40-45°C

(g/s)l 1.13x10-5 3.33x10-7

ll 1,16x10-5 1.67x10-7

lll 1.39x10-5 1.07x10-5

Como se observa la velocidad de corrosión disminuye conforme aumenta la temperatura, observando también así que el metal que más sufre corrosión el aluminio.

Por último mencionaremos algunas generalidades de un tipo de corrosión relevante: por lixiviación selectiva

La lixiviación selectiva es un término que se puede utilizar en general para abarcar varias clasificaciones tales como: "descincificación", "desaluminización", etc. El caso del latón ilustra este tipo de falla, se observa que después de exponerlo al agua potable o salada, el latón puede desarrollar capas o tapones de material con la coloración del cobre.Al examinarlo mostrará que éstas son en realidad regiones esponjosas de baja resistencia de cobre, de las cuales se ha extraído el zinc. El mecanismo aceptado generalmente es que el latón se disuelve ligeramente y luego los iones de cobre son desplazados por el zinc que se disuelve y el cobre se deposita. Es evidente que este fenómeno es peligroso cuando los tapones esponjosos de cobre se forman en una tubería de presión, en estos casos, se emplea una aleación de cobre-níquel. Para evitar el problema, se debe rebajar el contenido de zinc. Las aleaciones más sensibles contienen 40% de zinc y tienen una segunda fase B que agrava el

problema. En casos graves, donde las aleaciones de 30% de zinc son molestas, la adición de estaño y arsénico (1% Sn, 0.04% As) o la reducción del zinc por debajo del 20% aliviarán el problema.En la tubería de hierro fundido gris la matriz de hierro se lixiviará lentamente, dejando detrás el grafito insoluble. Esto se denomina "corrosión grafítica" o a veces en forma inapropiada "grafitización". Por lo general, este es un efecto muy lento y tuberías que muestran esta condición han estado en servicio durante años. Por otro lado, la corrosión grafítica puede ocurrir en pocos años bajo condiciones extremas de los suelos, como cuando se emplean cenizas como relleno.

CONCLUSIÓN

corrosión, al término de esta experimentación logramos ilustrar lo que es el fenómeno de la corrosión, que está presente en nuestra vida diaria de distintas formas como puede ser en las cañerías de agua, el automóvil, el color rojizo característico en la oxidación del hierro, entre otros ejemplos algunos 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 significativa a la corrosión como lo es la humedad y el pH, sin embargo en esta práctica nos centramos en el efecto que tiene la temperatura (45 oC)sobre los diversos sistemas construidos, a su vez los sistemas utilizados para este proposito tambien nos ejemplifican 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 último en la parte cuantitativa del experimento se midió lo que es la velocidad de corrosión expresada comúnmente en mm/Año.