Corrocion de Metales
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Tema :
“CORROSIÓN DE METALES”
1. INTRODUCCIÓN
Se entiende por corrosión la interacción de un metal con el medio que lo rodea,
produciendo el consiguiente deterioro en sus propiedades tanto físicas como
químicas. La característica fundamental de este fenómeno, es que sólo ocurre
en presencia de un electrolito, ocasionando regiones plenamente identificadas,
llamadas 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. Los enlaces
metálicos tienden a convertirse en enlaces iónicos, los favorece que el metal
puede en cierto momento transferir y recibir electrones, creando zonas
catódicas y zonas anódicas en su estructura. La velocidad a que un material se
corroe es lenta y continua todo dependiendo del ambiente donde se encuentre,
a medida que pasa el tiempo se va creando una capa fina de material en la
superficie, que van formándose inicialmente como manchas hasta que llegan a
aparecer imperfecciones en la superficie del metal. Este mecanismo indica que
el metal tiende a retornar al estado primitivo o de mínima carga, siendo la
corrosión por tanto la causante de grandes perjuicios económicos en
instalaciones enterradas o en superficie. Por esta razón es necesaria la
utilización de la técnica de protección catódica. La protección catódica es un
método electroquímico cada vez más utilizado hoy en día, el cual aprovecha el
mismo principio electroquímico de la corrosión, transportando un gran cátodo a
una estructura metálica. (Feliu S, et al. 1991)
2. OBJETIVOS
General
Estudiar el proceso de corrosión de los metales mediante la exposición
de los metales a distintos reactivos o sustancias.
Especifico
Observar que es lo que ocurre con las latas al combinarlas con el agua
y la solución acuosa de cloruro de sodio.
Determinar si los metales pierden sus propiedades físicas y químicas
después de un determinado tiempo de exposición a las distintas
sustancias.
3. MATERIALES Y REACTIVOS
MATERIALES
4 latas grandes
1 destornillador plano.
REACTIVOS
1 Aglomerado de Zn.
Solución acuosa de NaCl al 3.5%.
4. PROCEDIMIENTO
5. DATOS OBTENIDOS
Tabla 1.- Datos Obtenidos de las Latas
Con el destornillador raspe (dos o tres veces) una sección de más o menos 5cm. de largo en el fondo de tres latas con el propósito de retirar el revestimiento de
estaño de la base de hierro.
Prepare 100ml. de una solución de NaCl al 3.5%, con agua corriente. Llene cada lata a la misma altura 2 0 3cm. del
borde y proceda con cada lata como sigue
100ml (NaCl 3.5%)
Llene la lata sin raspado en el fondo con agua corriente. Esta servirá como testigo.
Llene la segunda lata con agua corriente
Llene la tercera lata con agua salada.
Lata(testigo)
Lata con agua corriente
Lata con NaCl al 3,5%
Lata con NaCl mas Zn
1er día No tiene cambio
alguno*Empieza a
oxidarse los filos y
la base raspada
*Empieza a
oxidarse los filos
y la base
raspada
*Empieza a
oxidarse los filos
y la base raspada
*la moneda de Zn
no presenta ningún
cambio
2do día No tiene cambio
alguno
*Presenta
oxidación la mitad
de la base raspada
de la lata.
*Existe cambio de
color amarillento
*Presenta mayor
oxidación en los
filos de la lata.
*Presenta
oxidación en la
base raspada de
la lata.
* Existe cambio
de color
amarillento
*Existen
partículas en
forma de natas
transparentes en
la superficie del
agua salada
*Presenta
oxidación de
varias partes en
la base raspada
de la lata.
*No existe
oxidación en las
monedas de zinc
3er día No tiene cambio
alguno
*Presenta
oxidación
totalmente de la
base raspada de la
lata.
* Presenta mayor
oxidación en los
filos de la lata.
*Existe cambio de
color amarillento
*Presenta
oxidación total de
la base raspada
de la lata.
*Existe cambio de
color amarillento
*Existen mayor
cantidad de
partículas es en la
superficie
*Presenta
oxidación total
base raspada de
la lata.
* No existe
oxidación en las
monedas de zinc
6. CALCULOS Y RESULTADOS
7. DISCUSIÓNEn la práctica realizada sobre corrosión de los metales se utilizó cuatro latas de
atún las cuales son de hierro con una cubierta de estaño, lo cual impide la
corrosión del metal, puesto que el estaño es más resistente a la corrosión que
el hierro, para ello se procedió a raspar con un destornillador el fondo de las
latas dejando al descubierto el hierro, el cual sirvió para realizar la experiencia
se colocaron en tres latas raspadas distintas soluciones en la lata 1 se colocó
agua simple, en la lata 2 se colocó NaCl al 3.5%, y en la cuarta lata se colocó
NaCl con una moneda de Zn, además dejando una lata libre que sirvió de
testigo se dejaron reposar durante tres días en los cuales se pudo observar
distintas velocidades de oxidación, pero en todas las latas se produjo la
oxidación a excepción de la lata testigo, en algunos casos la corrosión se
produjo de forma más rápida como en el agua con sal y en otro más lenta
como el agua simple, pero al final todas las latas se oxidaron esto se debe a
que la sal por estar formada por un enlace iónico en presencia del agua se
disocia produciendo un anión y un catión respectivamente los cuales a su vez
reaccionaran con el agua produciendo un hidróxido y un ácido hidrácido en
este caso el hierro por estar en estado sólido posee una valencia cero,
reaccionando con el cloro y produciendo un nuevo compuesto el cloruro ferroso
de valencia 2+, mediante ecuaciones se observa la oxidación del metal, lo cual
no sería posible si el metal todavía estuviera recubierto por el estaño, como se
observa en la lata testigo que el estaño protege al hierro de la corrosión,
evitando que este se oxide como en los otros casos, en la lata que contenía la
moneda de zinc se observó que a pesar de los días trascurridos, la moneda
permanecía en el mismo estado, no presentaba signos de oxidación, se
deduce que la lata posee mayor capacidad para soportar la oxidación por
agentes externos como el viento, la temperatura, el aire etc. Por otro lado la
lata que tan solo contenía agua también se oxida pero de manera más lenta
que en las otras dos latas anteriores, el agua reacciona con el hierro dando un
oxido metálico y dejando libre el hidrogeno que se va a desprender en forma de
burbujas, el metal tiene un aspecto deteriorado así como el color característico
de la oxidación, por consiguiente se deduce que existen metales que pueden
oxidarse más fácilmente que otros, existiendo inclusive metales que casi nunca
se llegan a oxidar como es el caso del aluminio, la oxidación en esta práctica
se logró gracias a que un contamínate se encontraba albergado en el agua,
como lo define Bilurbina en su libro, puesto que la corrosión se produce en un
medio disociado y de acuerdo a la capacidad del metal para oxidarse, aquí
también se debe tomar muy en cuenta el tipo de enlace, y tener presente que
para que esta ecuación sede, es necesario que se encuentre establecida por
un enlace iónico, puesto los elementos formados por este enlace se pueden
disociar en sus aniones y cationes respectivamente, siempre y cuando se
encuentren en presencia del agua, aquí se dará la siguiente reacción a la que
corresponde la oxidación o corrosión de los metales, y que más comúnmente
se la observa en el hierro cuando esta al aire libre.
8. CUESTIONARIO Explique el papel de las soluciones salinas en el proceso de
corrosión.
Las soluciones salinas en el proceso de corrosión tienen un papel muy importante ya
que actúan como oxidantes y se produce el proceso de corrosión electroquímica que
se denomina así a los procesos que se desarrollan por acción de electrólitos sobre el
metal y se oxida más rápidamente el metal. (Molera P, 1990)
Explique en qué consiste la protección catódica.
La protección catódica ocurre cuando un metal es forzado a ser el cátodo de la celda
corrosiva adhiriéndole (acoplándolo o recubriéndolo) de un metal que se corroa más
fácilmente que él, de forma tal que esa capa recubridora de metal se corroa antes que
el metal que está siendo protegido y así se evite la reacción corrosiva. Una forma
conocida de Protección Catódica es la GALVANIZACIÓN, que consiste en cubrir un
metal con Zinc para que éste se corroa primero. (Bilurbina L et al, 2006)
Enuncie tres métodos empleados para evitar la corrosión.
El método de la aleación es el más satisfactorio pero también el más caro. Un buen
ejemplo de ello es el acero inoxidable, una aleación de hierro con cromo o con níquel y
cromo. Esta aleación está totalmente a prueba de oxidación e incluso resiste la acción
de productos químicos corrosivos como el ácido nítrico concentrado y caliente.
El segundo método, la protección con metales activos, es igualmente satisfactorio
pero también costoso. El ejemplo más frecuente es el hierro galvanizado que consiste
en hierro cubierto con cinc. En presencia de soluciones corrosivas se establece un
potencial eléctrico entre el hierro y el cinc, que disuelve éste y protege al hierro
mientras dure el cinc.
El tercer método, la protección de la superficie con una capa impermeable, es el
más barato y por ello el más común.
Este método es válido mientras no aparezcan grietas en la capa exterior, en cuyo caso
la oxidación se produce como si no existiera dicha capa. Si la capa protectora es un
metal inactivo, como el cromo o el estaño, se establece un potencial eléctrico que
protege la capa, pero que provoca la oxidación acelerada del hierro. (Ortega J, 1990)
Dibuje las partes internas como externas de una lata
Enuncie los tipos de corrosión.
Existen varios criterios para distinguir los tipos de corrosión más frecuentes, por
Ejemplo:
a. Según el medioQuímica: El metal reacciona con un medio no iónico, por ejemplo la oxidación de un
metal en aire a altas temperaturas.
Electroquímica: Ocurre transporte simultáneo de electricidad a través de un electrolito.
Ejemplos: corrosión en soluciones salinas, agua de mar, atmósfera, suelos, etc.
b. Según la formaEsto resulta importante cuando se quiere evaluar los daños producidos:
Corrosión uniforme: Es la forma más benigna. Consiste en un
ataque homogéneo en toda la superficie. Existe igual
penetración en todos los puntos. Se puede calcular la vida útil
de los materiales expuestos.
Corrosión en placas: Caso intermedio entre uniforme y
localizada. Ocurre un ataque general pero más extenso en
algunas zonas.
Corrosión por picado: Es una forma peligrosa. El ataque no es
proporcional a la magnitud de los daños. El ataque se localiza
en puntos aislados de superficies metálicas pasivas y se
propaga al interior del metal. En ocasiones por túneles
microscópicos. Provoca la perforación de cañerías o tanques.
Corrosión ínter granular: Se propaga a lo largo de los límites
de grano. Se extiende hasta inutilizar el material afectado.
Corrosión bajo tensión: Ocurre cuando el metal es sometido
simultáneamente a un medio corrosivo y a tensión mecánica
de tracción. Aparecen fisuras que se propagan al interior del
metal hasta que se relajan o el metal se fractura. La velocidad
de propagación puede variar entre 1 y 10 mm/h.
(Bilurbina L et al, 2006)
9. CONCLUSIONES
Se determinó que el proceso de corrosión en metales está relacionado
directamente con factores tanto internos como externos que puedan alterar su
naturaleza, o por acción de agentes contaminantes presentes en el agua en el
caso de que el metal se encuentre sumergido en el mismo.
Se estudió que existen diversos tipos de corrosión pero el que observamos en
el laboratorio fue el de oxidación o pérdida de propiedades físicas debido a la
acción de las sustancias en los metales en un tiempo determinado, ya que este
se encontraba sumergido en un medio acuoso, lo cual permitió que lo aniones
tomaran el metal del interior de la lata produciendo la oxidación de la misma,
dando una apariencia de deterioro y con un color característico a la oxidación
(amarillo)
Se observó que las latas tenían diferente reacciones tanto en el transcurso del
tiempo como con la sustancia que contenían en su interior, se pudo comprobar
además que la aleación que se encuentra en el fondo de las latas no permiten
que el hierro se oxide protegiéndolas de una contaminación prominente e
irreversible lo cual podría ocasionar enfermedades si es el caso de latas para
contener alimentos, esta aleación tiene una energía de ionización más fuerte lo
que impide que se oxiden fácilmente.
10. BIBLIOGRAFÍA Bilurbina L, Liesa F, Iribarren J. 2006. “Corrosión y Protección”.
Segunda Edición. Ediciones UPC. Barcelona-España. pág. 13,14-38-
5789-136
Feliu S, Andrade M. 1991. “Corrosión y Protección Metálicas”. Volumen
I Segunda Edición. Editorial RAYCAR S.A. Madrid-España. 3-27.
Molera P. 1990. “Metales Resistentes a la Corrosión”. Sexta Edición.
Editorial Productina. Barcelona-España. pág. 11,12-17-30-105-109
Ortega J. 1990. “Corrosión Industrial”. Cuarta Edición. Editorial
Productina. Barcelona-España. pág. 9-13-27,28
Pantocorbo F. 2011. “Corrosión, Degradación y Envejecimiento de los
Materiales Empleados en la Construcción”. Sexta Edición. Editorial
Marcombo S.A. Barcelona-España. pág. 7-32
WEB:
El Mundo de la Lata. 2012. “Envase Metálico”. Disponible en:
http://www.mundolatas.com/Informacion%20tecnica/TEORIA%20DEL
%20CIERRE%20%201%20PARTE.htm. Consultado en: 02-12-2013.